Для решения задачи необходимо определить, какова массовая доля соляной кислоты в растворе после реакции с бурым газом (оксидом азота, NO2) и выяснить, сколько кислоты реагировало с газом.
Шаг 1: Определение массы соляной кислоты в 20%-ном растворе.
- Масса 20%-ного раствора составляет 100 г.
- Массовая доля кислоты в растворе равна 20%, что означает, что в 100 г раствора содержится 20 г соляной кислоты (HCl).
Шаг 2: Определение количества бурого газа.
- При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22,4 л.
- Объем бурого газа составляет 11,2 л. Для определения количества молей используем формулу:
- n = V / Vm, где n - количество молей, V - объем газа, Vm - молярный объем газа (22,4 л).
- n = 11,2 л / 22,4 л/моль = 0,5 моль.
Шаг 3: Реакция между соляной кислотой и бурым газом.
- Бурый газ (NO2) может реагировать с соляной кислотой по следующей реакции:
- 3 HCl + NO2 -> Cl2 + 2 H2O + NO.
- Из уравнения видно, что 3 моль HCl реагируют с 1 моль NO2.
Шаг 4: Определение количества реагирующей соляной кислоты.
- Для 0,5 моль NO2 потребуется:
- 3 моль HCl на 1 моль NO2, следовательно, для 0,5 моль NO2 потребуется 3 * 0,5 = 1,5 моль HCl.
- Теперь необходимо перевести количество моль HCl в массу:
- Молярная масса HCl составляет примерно 36,5 г/моль.
- Масса HCl = n * M, где n - количество моль, M - молярная масса.
- Масса HCl = 1,5 моль * 36,5 г/моль = 54,75 г.
Шаг 5: Определение остатка соляной кислоты в растворе.
- Изначально в растворе было 20 г HCl. После реакции с бурым газом:
- Остаток HCl = 20 г - 54,75 г.
- Поскольку 54,75 г больше, чем 20 г, это означает, что вся соляная кислота в растворе прореагировала, и кислоты не осталось.
Шаг 6: Определение массовой доли кислоты в растворе после реакции.
- После реакции с бурым газом в растворе не осталось соляной кислоты, следовательно, массовая доля кислоты равна 0%.
Ответ: Массовая доля кислоты в растворе после реакции составляет 0%.