Химия
8 класс
Вопрос
Газ, образовавшийся при разложении дихромата аммония массой 126 г, смешали с газом, выделившимся при растворении 42 г гидрида натрия в 900 мл 2 М раствора хлороводорода, и пропустили при соответствующих условиях над никелевым катализатором. Продукт реакции растворили в избытке раствора азотной кислоты. Рассчитайте, насколько увеличится масса раствора азотной кислоты.
Ответ
Масса азотной кислоты увеличивается за счет поглощения аммиака, который образуется при соответствующих условиях из водорода и азота:
$(NH_{4})2Cr_{2}O_{7} \overset{t}{=} Cr_{2}O_{3} + N_{2} \uparrow + 4H_{2}O$; (1)
$NaH + HCl = NaCl + H_{2} \uparrow$; (2)
$N_{2} + 3H_{2} \overset{t,p,кат.}{=} 2NH_{3}$; (3)
$NH_{3} + HNO_{3} = HN_{4}NO_{3}$. (4)
Найдем количество вещества азота:
$n((NH_{4})_{2}Cr_{2}O_{7}) = \frac{126 г}{252 г} = 0,5 моль$;
$n(N_{2}) = n((NH_{4})_{2}Cr_{2}O_{7}) = 0,5 моль$.
Определим количество вещества водорода:
$n(NaH) = \frac{42 г}{24 г/моль} = 1,75 моль$;
$n = cV; n(HCl) = 2 моль/л \cdot 0,9 л = 1,8 моль$ - избыток, значит, количество вещества водорода определяем по $NaH$:
$n(H_{2}) = n(NaH) = 1,75 моль$.
Сравним количество вещества $N_{2}$ и $H_{2}$.
По уравнению:
$n(N_{2}) : n(H_{2}) = 1 : 3 \Rightarrow n(N_{2}) = \frac{n(H_{2} )}{3} = \frac{1,75 моль}{3} = 0,583 моль$,
а имеем 0,5 моль, следовательно, азот прореагирует полностью.
Вычислим массу аммиака:
$n(NH_{3}) = 2n(H_{2}) = 1 моль$;
$m(NH_{3}) = 1 моль \cdot 17 г/моль = 17 г$ - на столько увеличится масса раствора азотной кислоты.
Ответ: $\Delta m(р-ра) = 17 г$.