221. Нитрит натрия массой 13,8 г внесли при нагревании в 220 г раствора с массовой долей хлорида аммония 10%. Определи- те объём (н. у.) азота, выделившегося при этом, и массовую долю (%) хлорида аммония в получившемся растворе. (4,48 л; 4.9%.)

Пошаговое решение:

1. Запишем уравнение реакции: \[ NaNO_2 + NH_4Cl \rightarrow NaCl + N_2 + 2H_2O \]
2. Найдем количество вещества нитрита натрия: \[ n(NaNO_2) = \frac{m(NaNO_2)}{M(NaNO_2)} = \frac{13.8 \ г}{69 \ г/моль} = 0.2 \ моль \]
3. По уравнению реакции, количество вещества азота равно количеству вещества нитрита натрия: \[ n(N_2) = n(NaNO_2) = 0.2 \ моль \]
4. Объём азота: \[ V(N_2) = n(N_2) \cdot V_M = 0.2 \ моль \cdot 22.4 \ л/моль = 4.48 \ л \]
5. Масса хлорида аммония в исходном растворе: \[ m(NH_4Cl) = m(раствора) \cdot \omega(NH_4Cl) = 220 \ г \cdot 0.1 = 22 \ г \]
6. Количество вещества хлорида аммония: \[ n(NH_4Cl) = \frac{m(NH_4Cl)}{M(NH_4Cl)} = \frac{22 \ г}{53.5 \ г/моль} ≈ 0.411 \ моль \]
7. Количество вещества хлорида аммония, прореагировавшего с нитритом натрия, равно количеству вещества нитрита натрия: \[ n_{прореаг.}(NH_4Cl) = n(NaNO_2) = 0.2 \ моль \]
8. Масса хлорида аммония, оставшегося в растворе: \[ m_{ост.}(NH_4Cl) = n_{ост.}(NH_4Cl) \cdot M(NH_4Cl) = (0.411 \ моль - 0.2 \ моль) \cdot 53.5 \ г/моль ≈ 11.22 \ г \]
9. Масса раствора после реакции: \[ m_{конечн. \ раствора} = m(исходн. \ раствора) + m(NaNO_2) - m(N_2) = 220 \ г + 13.8 \ г - 0.2 \ моль \cdot 28 \ г/моль = 228.2 \ г \]
10. Массовая доля хлорида аммония в конечном растворе: \[ \omega(NH_4Cl) = \frac{m_{ост.}(NH_4Cl)}{m_{конечн. \ раствора}} = \frac{11.22 \ г}{228.2 \ г} ≈ 0.0492 \]
11. Массовая доля хлорида аммония в процентах: \[ \omega(NH_4Cl) = 0.0492 \cdot 100\% = 4.92\% \]

Ответ: Объём азота = 4.48 л; Массовая доля хлорида аммония в конечном растворе ≈ 4.92%.