Шешімі: Массовая доля нитрат-ионов
Массовая доля элемента азота в смеси нитратов свинца(II) и калия составляет 0,0972. При нагревании навески этой смеси до постоянства массы выделяется 4,48 л (н.у.) кислорода. Такую же навеску смеси растворили в 320 г воды и в полученный раствор добавили 250 мл раствора иодида калия с концентрацией 1,2 моль/л. Плотность всех растворов примите равной 1 г/мл. Рассчитайте массовую долю нитрат-ионов в полученном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).
Шешім по шагам
11 қадамОбозначим количество вещества нитрата свинца(II) через $x$ моль, а количество вещества нитрата калия — через $y$ моль. При нагревании протекают реакции:
$$\mathrm{2Pb(NO_3)_2 \rightarrow 2PbO + 4NO_2 + O_2};\quad \mathrm{2KNO_3 \rightarrow 2KNO_2 + O_2}$$Количество выделившегося кислорода при нормальных условиях:
$$n(\mathrm{O_2})=\dfrac{4{,}48\ \mathrm{л}}{22{,}4\ \mathrm{л/моль}}=0{,}20\ \mathrm{моль}$$Из уравнений разложения следует, что на 1 моль каждой соли приходится 0,5 моль кислорода:
$$0{,}5x+0{,}5y=0{,}20;\quad x+y=0{,}40$$Масса азота в навеске равна $14(x+y)$, а масса смеси определяется из массовой доли азота:
$$m(\mathrm{N})=14\cdot0{,}40=5{,}60\ \mathrm{г};\quad m_{\text{смеси}}=\dfrac{5{,}60}{0{,}0972}=57{,}61\ \mathrm{г}$$Составим уравнение для массы смеси. Используем молярные массы $M(\mathrm{Pb(NO_3)_2})=331\ \mathrm{г/моль}$ и $M(\mathrm{KNO_3})=101\ \mathrm{г/моль}$:
$$331x+101y=57{,}61$$Решая систему $x+y=0{,}40$ и $331x+101y=57{,}61$, получаем:
$$x=0{,}0747\ \mathrm{моль};\quad y=0{,}3253\ \mathrm{моль}$$В растворе нитрат-ионы содержатся в количестве:
$$n(\mathrm{NO_3^-})=2x+y=2\cdot0{,}0747+0{,}3253=0{,}4747\ \mathrm{моль}$$Их масса равна:
$$m(\mathrm{NO_3^-})=0{,}4747\cdot62=29{,}43\ \mathrm{г}$$При добавлении иодида калия образуется осадок иодида свинца(II):
$$\mathrm{Pb(NO_3)_2+2KI\rightarrow PbI_2\downarrow+2KNO_3}$$Масса добавленного раствора иодида калия при плотности $1\ \mathrm{г/мл}$ составляет $250\ \mathrm{г}$. Масса полученного раствора:
$$m_{\text{р-ра}}=57{,}61+320+250=627{,}61\ \mathrm{г}$$Массовая доля нитрат-ионов в полученном растворе:
$$\omega(\mathrm{NO_3^-})=\dfrac{29{,}43}{627{,}61}\cdot100\%=4{,}69\%$$Массовая доля нитрат-ионов в полученном растворе составляет 4,69%.
Бұл жауап талдау нәтижесінде алынды, бірақ банктің ресми кілтімен тексерілген жоқ — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывать два нитрат-иона в формуле нитрата свинца(II).
Ошибочно вычитать массу осадка из массы раствора при расчёте массовой доли растворённых нитрат-ионов.
Использовать объём раствора иодида калия как его массу без учёта плотности.
Не записать реакцию образования осадка иодида свинца(II).