Полное решение
- Запишем уравнения реакций:
(1) 2Mg(NO3)2 = 2MgO + 4NO2 ↑ + O2 ↑
(2) 2KNO3 = 2KNO2 + O2 ↑
(3) Mg(NO3)2 + 2NaF = MgF2 ↓+ 2NaNO3
- Вычислим количество вещества исходных реагентов и продуктов:
n(O2) = V : Vm = 5,6 : 22,4 = 0,25 моль
nисх.(NaF) = c • V = 0,4 • 0,25 = 0,1 моль
Пусть х моль Mg(NO3)2 и y моль KNO3
тогда n(N) в Mg(NO3)2 = 2х моль, а n(N) в KNO3 = y моль
m(N) = M • n = 14 • (2x + y) = 28x + 14y г
m(Mg(NO3)2) = M • n = 148x г
m(KNO3) = M • n = 101y г
n1(O2) = n(Mg(NO3)2) : 2 = 0,5х моль
n2(O2) = n(KNO3) : 2 = 0,5y моль
Составим систему уравнений:
(28x + 14y) : (148x + 101y) = 0,1636 3^7872x − 2,5236y = 0
0,5x + 0,5y = 0,25
х = 0,2 моль Mg(NO3)2; y = 0,3 моль KNO3
- Вычислим количество вещества продуктов реакции:
n(Mg(NO3)2) : 1 = 0,2 моль > n(NaF) : 2 = 0,05 моль ⇒ NaF в недостатке
n(MgF2) = n(NaF) : 2 = 0,1 : 2 = 0,05 моль
n(NO3−) = 2n(Mg(NO3)2) + n(KNO3) = 2 • 0,2 + 0,3 = 0,7 моль
- Вычислим массовую долю нитрат-ионов в итоговом растворе:
m(NO3−) = n • M = 0,7 • 62 = 43,4 г
mfin р-ра = m(H2O) + m(Mg(NO3)2) + m(KNO3) + mр-ра(NaF) − m(MgF2)
mfin р-ра = 160 • 1 + 0,2 • 148 + 0,3 • 101 + 250 • 1 − 0,05 • 62 = 466,8 г
ω(NO3−) = 43,4 : 466,8 • 100% = 9,3%