Сколько граммов карбида алюминия надо добавить к 200 мл 20%-го раствора азотной кислоты (плотность 1,1 г/мл), чтобы массовая доля кислоты в полученном растворе стала равной 5%

В данном случае параллельно протекают две реакции.

Вторая протекает по мере образования гидроксида алюминия Al (OH) 3, с которым и взаимодействует азотная кислота.

1) Al4C3 + 12H2O - - > 4Al (OH) 3 + 3CH4

2) Al (OH) 3 + 3HNO3 - - > Al (NO3) 3 + 3H2O

Процесс можно описать суммарной реакцией:

Al4C3 + 12HNO3 - - > 4Al (NO3) 3 + 3CH4

Теперь сухой математический расчёт.

m (HNO3) = 150*0,21 = 31,5 (г)

Необходимо уменьшить массовую долю кислоты в три раза, значит, должно остаться:

31,5/3 = 10,5 (г)

Т. е. на взаимодействие с карбидом ушло:

31,5 - 10,5 = 21 (г)

Теперь надо найти кол-во кислоты, вступившей в реакцию:

v = m/M

v (HNO3) = m (HNO3) / M (HNO3) = 21/63 = 1/3 (моль)

Согласно уравнению реакции, кол-во карбида в 12 раз меньше кол-ва кислоты:

v (Al4C3) = 1/12 v (HNO3) = 1/36 (моль)

Масса карбида алюминия равна:

m = v*M

m (Al4C3) = v (Al4C3) * M (Al4C3) = 144 * 1/36 = 144/36 = 4 (г)

Ответ: m (Al4C3) = 4 г