При разложении образца нитрата магния выделилась смесь газов объемом 10,08 л (в пересчете на н.у.). Масса остатка составила 69,36 г. После этого остаток поместили
Вопрос от пользователя
При разложении образца нитрата магния выделилась смесь газов объемом 10,08 л (в пересчете на н.у.). Масса остатка составила 69,36 г. После этого остаток поместили в 100 мл воды и добавили к нему 240 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю гидроксида натрия в образовавшемся растворе.
Ответ от эксперта
При разложении нитрата магния образуются оксид магния, диоксид азота и кислород:
2Mg(NO3)2 → 2MgO + 4NO2↑ + O2↑(нагревание)
Вычислим количество смеси газов, выделившихся при прокаливании нитрата магния:
ν(газов) = 10,08 л/22,4 л/моль = 0,45 моль, следовательно, в результате реакции разложения нитрата магния образовалось 0,18 моль оксида магния и прореагировало также 0,18 моль нитрата магния.
Вычислим массу образовавшегося оксида магния:
m(MgO) = 40 г/моль · 0,18 моль = 7,2 г; тогда масса и количество вещества оставшегося нитрата магния равна:
mост.(Mg(NO3)2) = 69,36 г – 7,2 г = 62,16 г, νост.(Mg(NO3)2) = 62,16 г/148 г/моль = 0,42 моль
Плотность воды при н.у. ρ(H2O) = 1г/см3, следовательно, ее масса в 100 мл равна 100 г.
После того как остаток поместили в 100 мл воды, оставшийся нитрат магния растворился, оксид магния реагирует с водой только при кипячении, поэтому в раствор не переходит.
С гидроксидом натрия реагирует нитрат магния с образованием осадка – не растворимого в воде гидроксида магния:
Mg(NO3)2 + 2NaOH → Mg(OH)2↓ + 2NaNO3
По уравнению реакции ν(NaOH) = 2ν(Mg(NO3)2) = 2ν(Mg(OH)2), следовательно, ν(NaOH) = 0,84 моль, ν(Mg(OH)2) = 0,42 моль
Вычислим массу и количество вещества гидроксида натрия, оставшегося при взаимодействии с нитратом магния, и массу гидроксида магния:
mост.(NaOH) = 240 г · 0,2 – 0,84 моль · 40 г/моль = 14,4 г;
m(Mg(OH)2) =0,42 моль · 58 г/моль = 24,36 моль.
Вычислим массу образовавшегося раствора с учетом нерастворимости оксида и гидроксида магния:
m(р-ра) = 62,16 г + 100 г + 240 г — 24,36 г = 377,8 г
Определим массовую долю гидроксида натрия в образовавшемся растворе:
ω(NaOH) = 14,4 г/377,8 г · 100% = 3,81%
