Задача 10. цинковую пластину массой 97.5г поместили в 200мл раствора солей нитрата серебра и нитрата ртути с молярной концентрацией 1.5 M каждой. В результате реакции масса пластины оказалась равной 128.45 г. Какой объём 30 % ного раствора азотной кислоты

1 октября 2025
Химия

Условие:

Задача 10. цинковую пластину массой 97.5г поместили в 200мл раствора солей нитрата серебра и нитрата ртути с молярной концентрацией 1.5 M каждой. В результате реакции масса пластины оказалась равной 128.45 г. Какой объём 30 \% ного раствора азотной кислоты (плотностью 1.184 г/мл) необходим для растворения пластины. Нитрат ион при этом восстанавливается до оксида азота (П).

Решение:

Для решения задачи, давайте разберем ее по шагам.

Шаг 1: Определение массы, которая была отдана в реакции

Исходная масса цинковой пластины:
\[ m_{\text{нач}} = 97.5 \, \text{г} \]

Масса после реакции:
\[ m_{\text{кон}} = 128.45 \, \text{г} \]

Масса, которая была отдана в реакции:
\[ m{\text{реакция}} = m{\text{кон}} - m_{\text{нач}} = 128.45 \, \text{г} - 97.5 \, \text{г} = 30.95 \, \text{г} \]

Шаг 2: Опре...

Молярная масса цинка (Zn) составляет примерно 65.38 г/моль. Теперь найдем количество вещества цинка, которое было отдано в реакции: \[ n{\text{реакция}}}{M_{\text{Zn}}} = \frac{30.95 \, \text{г}}{65.38 \, \text{г/моль}} \approx 0.473 \, \text{моль} \] Цинк реагирует с азотной кислотой (HNO₃) по следующему уравнению: \[ \text{Zn} + 4 \text{HNO}3\text{)}2\text{O} + \text{N}4 \] Из уравнения видно, что 1 моль цинка реагирует с 4 молями азотной кислоты. Следовательно, количество вещества HNO₃, необходимое для реакции с 0.473 моль цинка: \[ n3} = 4 \cdot n_{\text{Zn}} = 4 \cdot 0.473 \, \text{моль} \approx 1.892 \, \text{моль} \] Молярная масса HNO₃ составляет примерно 63.01 г/моль. Теперь найдем массу необходимой азотной кислоты: \[ m3} = n3} \cdot M3} = 1.892 \, \text{моль} \cdot 63.01 \, \text{г/моль} \approx 119.09 \, \text{г} \] 30% раствор азотной кислоты означает, что в 100 г раствора содержится 30 г HNO₃. Плотность раствора составляет 1.184 г/мл. Сначала найдем массу раствора, необходимую для получения 119.09 г HNO₃: \[ m{\text{HNO}_3}}{0.3} = \frac{119.09 \, \text{г}}{0.3} \approx 396.97 \, \text{г} \] Теперь найдем объем раствора, используя плотность: \[ V = \frac{m_{\text{раствор}}}{\rho} = \frac{396.97 \, \text{г}}{1.184 \, \text{г/мл}} \approx 335.4 \, \text{мл} \] Таким образом, для растворения пластины необходимо примерно 30% раствора азотной кислоты.