Question

При нагревании образца нитрата магния часть вещества разложилась. При этом образовалось 53,6 г твердого остатка. Этот остаток прореагировал с раствором гидроксида натрия массой 200 г с массовой долей щелочи 24%. В результате этой реакции образовался раствор массой 206,4 г с массовой долей щелочи 15,5%. Определите объем выделившихся при разложении нитрата магния газов (в пересчете на н.у.).

Answer 1

При разложении нитрата магния образуются оксид магния, диоксид азота и кислород:

2Mg(NO₃)₂ → 2MgO + 4NO₂↑ + O₂↑ (нагревание)

Неразложившийся нитрат магния реагирует с водным раствором щелочи по реакции:

Mg(NO₃)₂ + 2NaOH → Mg(OH)₂↓ + 2NaNO₃

Вычислим исходные массу и количество вещества щелочи, взаимодействующей с нитратом магния:

m_исх.(NaOH) = m(р-ра NaOH) · ω(NaOH) = 200 г · 0,24 = 48 г

ν_исх.(NaOH) = 48 г/40 г/моль = 1,2 моль

Вычислим массу и количество вещества гидроксида натрия в полученном растворе:

m_конеч.(NaOH) = m(р-ра NaOH) · ω(NaOH) = 206,4 г · 0,155 = 32 г

ν_конеч.(NaOH) = 32 г/40 г/моль = 0,8 моль, следовательно, прореагировало ν(NaOH) = 1,2 моль − 0,8 моль = 0,4 моль

По уравнению реакции нитрата магния со щелочью ν_ост.(Mg(NO₃)₂) = 1/2ν(NaOH) = 0,2 моль;

m_ост.(Mg(NO₃)₂) = 148 г/моль · 0,2 моль = 29,6 г

Масса MgO в твердом остатке равна: m(MgO) = 53,6 г – 29,6 г = 24 г

ν(MgO) = 24 г/40 г/моль = 0,6 моль

По уравнению реакции разложения ν(MgO) = 2/5ν(NO₂ + O₂), следовательно, ν(NO₂ + O₂) = 5/2 · 0,6 моль = 1,5 моль

V(NO₂ + O₂) = 1,5 моль · 22,4 л/моль = 33,6 л