Правильный ответ
- Запишем уравнения реакций
(1) 2AgNO3 = 2Ag + 2NO2↑ + O2↑
(2) 4Fe(NO3)2 = 2Fe2O3 + 8NO2↑ + O2↑
(3) 4NO2 + O2 + 4NaOH = 4NaNO3 + 2H2O
(4) 2NO2 + 2NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O
- Вычислим количество исходных веществ
n(NO2; O2) = V : Vm = 23,52 : 22,4 = 1,05 моль
Пусть взяли x моль AgNO3, тогда m (AgNO3) = M • n = 170х г
m (AgNO3) : m (Fe(NO3)2) = 85 : 108, отсюда
m (Fe(NO3)2) = 170х ∙ 108 : 85 = 216х г
n (Fe(NO3)2) = m : M = 216х : 180 = 1,2х моль
n(NO2) = n (AgNO3) + n (Fe(NO3)2) • 2 = х + 1,2x • 2 = 3,4x моль
n(O2) = (n (AgNO3) : 2) + (n (Fe(NO3)2) : 4) = 0,5х + 1,2x : 4 = 0,8x моль
n(NO2; O2) = 3,4x + 0,8x = 1,05 моль
х = n(AgNO3) = 0,25 моль, n (Fe(NO3)2) = 0,25 • 1,2 = 0,3 моль
n(NO2) = 3,4 • 0,25 = 0,85 моль; n(O2) = 0,8 • 0,25 = 0,2 моль
m (AgNO3) = M • n = 170 • 0,25 = 42,5 г
mр-ра (NaOH) : m (AgNO3) = 750 : 85, отсюда
mр-ра (NaOH) = 42,5 • 750 : 85 = 375 г
V р-ра(NaOH) = m : ρ = 375 : 1,2 = 312,5 мл
n (NaOH) = n (Na+) = n (OH−) = C • V = 6 • 0,3125 = 1,875 моль
- Вычислим количество вещества гидроксид-ионов в конечном растворе
n(NO2) : n(O2) = 0,85 : 0,2 = 4,25 : 1 ⇒ NO2 в избытке
n3(NaOH) = n(O2) • 4 = 0,2 • 4 = 0,8 моль
nост.(NO2) = 0,85 − 0,2 • 4 = 0,05 моль
n4(NaOH) = nост.(NO2) = 0,05 моль
nост.(NaOH) = n ост. (OH−) = 1,875 – 0,8 − 0,05 = 1,025 моль
m (OH−) = M • n = 1,025 • 17 = 17,425 г
- Вычислим массовую долю гидроксид-ионов в конечном растворе
mfin р-ра = mр-ра(NaOH) + m(NO2) + m(O2)
mfin р-ра = 375 + 0,85 • 46 + 0,2 • 32 = 420,5 г
ω(OH−) = 17,425 : 420,5 • 100 = 4,14%
Максимальный балл: 4
Полное решение
- Запишем уравнения реакций
(1) 2AgNO3 = 2Ag + 2NO2↑ + O2↑
(2) 4Fe(NO3)2 = 2Fe2O3 + 8NO2↑ + O2↑
(3) 4NO2 + O2 + 4NaOH = 4NaNO3 + 2H2O
(4) 2NO2 + 2NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O
- Вычислим количество исходных веществ
n(NO2; O2) = V : Vm = 23,52 : 22,4 = 1,05 моль
Пусть взяли x моль AgNO3, тогда m (AgNO3) = M • n = 170х г
m (AgNO3) : m (Fe(NO3)2) = 85 : 108, отсюда
m (Fe(NO3)2) = 170х ∙ 108 : 85 = 216х г
n (Fe(NO3)2) = m : M = 216х : 180 = 1,2х моль
n(NO2) = n (AgNO3) + n (Fe(NO3)2) • 2 = х + 1,2x • 2 = 3,4x моль
n(O2) = (n (AgNO3) : 2) + (n (Fe(NO3)2) : 4) = 0,5х + 1,2x : 4 = 0,8x моль
n(NO2; O2) = 3,4x + 0,8x = 1,05 моль
х = n(AgNO3) = 0,25 моль, n (Fe(NO3)2) = 0,25 • 1,2 = 0,3 моль
n(NO2) = 3,4 • 0,25 = 0,85 моль; n(O2) = 0,8 • 0,25 = 0,2 моль
m (AgNO3) = M • n = 170 • 0,25 = 42,5 г
mр-ра (NaOH) : m (AgNO3) = 750 : 85, отсюда
mр-ра (NaOH) = 42,5 • 750 : 85 = 375 г
V р-ра(NaOH) = m : ρ = 375 : 1,2 = 312,5 мл
n (NaOH) = n (Na+) = n (OH−) = C • V = 6 • 0,3125 = 1,875 моль
- Вычислим количество вещества гидроксид-ионов в конечном растворе
n(NO2) : n(O2) = 0,85 : 0,2 = 4,25 : 1 ⇒ NO2 в избытке
n3(NaOH) = n(O2) • 4 = 0,2 • 4 = 0,8 моль
nост.(NO2) = 0,85 − 0,2 • 4 = 0,05 моль
n4(NaOH) = nост.(NO2) = 0,05 моль
nост.(NaOH) = n ост. (OH−) = 1,875 – 0,8 − 0,05 = 1,025 моль
m (OH−) = M • n = 1,025 • 17 = 17,425 г
- Вычислим массовую долю гидроксид-ионов в конечном растворе
mfin р-ра = mр-ра(NaOH) + m(NO2) + m(O2)
mfin р-ра = 375 + 0,85 • 46 + 0,2 • 32 = 420,5 г
ω(OH−) = 17,425 : 420,5 • 100 = 4,14%
Максимальный балл: 4