Масса растворов кислот для растворения золота в царской водке
Как известно, золото не растворяется в азотной кислоте, но его можно растворить в "царской водке". Этот процесс можно описать схемой: Au + HNO3 + HCl ⟶ H[AuCl4] + NO↑ + H2O. Преобразуйте данную схему в уравнение реакции и рассчитайте массу 98%-го раствора азотной кислоты и массу 30%-го раствора соляной кислоты, которые потребуются для приготовления "царской водки", необходимой для растворения золота массой 3,94 г.
Дано
`m(Au) = 3.94 text{ г}`
`ω(HNO_3) = 98%`
`ω(HCl) = 30%`
Найти
`m(text{р-ра } HNO_3) = text{ ?}`
`m(text{р-ра } HCl) = text{ ?}`
Решение
Составим уравнение реакции растворения золота в царской водке:
`Au + HNO_3 + 4HCl = H[AuCl_4] + NO text{↑} + 2H_2O`
Найдём количество вещества золота:
`n(Au) = (m(Au))/(M(Au)) = 3.94/197 = 0.02 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества азотной кислоты равно количеству вещества золота:
`n(HNO_3) = n(Au) = 0.02 text{ моль}`
Найдём массу чистой азотной кислоты:
`m(HNO_3) = n(HNO_3)*M(HNO_3) = 0.02*63 = 1.26 text{ г}`
Рассчитаем массу 98%-ного раствора азотной кислоты:
`m(text{р-ра } HNO_3) = (100*m(HNO_3))/(ω(HNO_3)) = (100*1.26)/98 = 1.286 text{ г}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества соляной кислоты в 4 раза больше количества вещества золота:
`n(HCl) = 4*n(Au) = 4*0.02 = 0.08 text{ моль}`
Найдём массу чистой соляной кислоты:
`m(HCl) = n(HCl)*M(HCl) = 0.08*36.5 = 2.92 text{ г}`
Рассчитаем массу 30%-ного раствора соляной кислоты:
`m(text{р-ра } HCl) = (100*m(HCl))/(ω(HCl)) = (100*2.92)/30 = 9.733 text{ г}`
Ответ
`m(text{р-ра } HNO_3) = 1.286 text{ г}`
`m(text{р-ра } HCl) = 9.733 text{ г}`