Как правильно рассчитать объем исходного раствора аммиака?

 

Данная задача интересна тем, что на первом этапе происходит одна реакция, продукты которой участвуют в двух параллельных реакциях.

Задача 3.8.
 Определите массу нитрида магния, полностью подвергшегося разложению водой, если для солеобразования с продуктами гидролиза потребовалось 300 мл 4% -ного раствора соляной кислоты (р = 1,02 г/мл)
Дано:
объем соляной кислоты: Vр-ра(НС1) = 300 мл;
массовая доля НС1 в соляной кислоте:  типовые задачи по химии(НС1) = 4% ;
плотность соляной кислоты: рр-ра(НС1) = 1,02 г/мл.
Найти: массу Mg3N2.
Решение:
В условии задачи описано несколько последовательных химических реакций.

Мg3N2 + 6Н2O = ЗМg(ОН)2 + 2NH3   ( 1 )

Оба продукта первой реакции будут взаимодействовать с соляной кислотой с образованием солей.

Мg(ОН)2 + 2НС1 = МgС12 + 2Н2О  (2)
NH3 + НС1 - NH4С1  (3)

Решение данной задачи необходимо вести с составлением математического уравнения. Схематично алгоритм можно представить таким образом:

массовая доля, тестовые задачи по химии

1. Обозначим количество вещества1 исходного Mg3N2 величиной  «а»: n(Mg3N2) = а моль.
Используя величину «а» как известную, по первому химическому уравнению определяем количество вещества каждого из продуктов:

массовая доля, тестовые задачи по химии

2. По второй химической реакции определяем количество вещества НС1, которое расходуется на солеобразование с (3а) моль Mg(OH)2.

массовая доля, тестовые задачи по химии

3. По третьей химической реакции определяем количество вещества НС1, которое расходуется на солеобразование с (2а) моль МН3.

массовая доля, тестовые задачи по химии

 

4. Определяем общее количество НС1, которое расходовалось в реакциях №2 и №3 по результатам расчета в предыдущих двух действиях.

n(HCl)общее = n(HCl)в р-ции№2 + n(НС1)в р-ции№3 = 6а + 2а = (8а) моль.

5. Определяем количество вещества НС1, которое содержалось в 300 мл 4% -ного раствора (по данным условия):

массовая доля, тестовые задачи по химии

 

6. Составляем математическое уравнение. Для этого приравниваем количество вещества НС1, определенное путем расчета по химическим уравнениям (из 4 действия), и значение, найденное в 5 действии:

8а = 0,335.

Решая это математическое уравнение, находим значение величины «а»:

а = 0,042 моль.

Величиной «а», мы обозначали количество вещества исходного Мg3N2: n(Мg3N2) = 0,042 моль.
7. Определяем массу исходного вещества:

m(Мg3N2) = n(Мg3N2) . M(Мg3N2)  = 0,042 . 100 = 4,2 г.

Ответ: m(Мg3N2)  = 4,2 г.


Комментарии:
1Величиной «а» можно было обозначить и массу исходного вещества. В этом случае в расчетах фигурировали бы более сложные значения, и возросла вероятность арифметической ошибки.