При разложении нитрата магния образуются оксид магния, диоксид азота и кислород:
2Mg(NO3)2 → 2MgO + 4NO2↑ + O2↑ (нагревание)
Оксид магния реагирует с водой только при кипячении, поэтому с водным раствором щелочи взаимодействует оставшийся нитрат магния:
Mg(NO3)2 + 2NaOH → Mg(OH)2↓ + 2NaNO3
Вычислим массу и количество вещества щелочи, взаимодействующей с нитратом магния:
m(NaOH) = 20 г · 0,2 = 4 г; ν(NaOH) = 4 г/40 г/моль = 0,1 моль, следовательно, количество вещества нитрата магния, реагирующего с щелочью, равно:
νост.(Mg(NO3)2) = 1/2ν(NaOH) = 0,1 моль/2 = 0,05 моль, при этом
mост.(Mg(NO3)2 ) = 148 г/моль · 0,05 моль = 7,4 г
Вычислим массу оксида магния:
m(MgO) = 15,4 г – 7,4 г = 8 г
ν(MgO) = 8 г/40 г/моль = 0,2 моль; ν(MgO) = ν(Mg(NO3)2); m(Mg(NO3)2 ) = 148 г/моль · 0,2 моль = 29,6 г
mобщ.(Mg(NO3)2 ) = 7,4 г + 29,6 г = 37 г
По уравнению реакции разложения нитрата магния:
ν(MgO) = 2/5ν(NO2 + O2), отсюда ν(NO2 + O2) = 5 · 0,2 моль/2 = 0,5 моль, V(NO2 + O2) = 0,5 моль · 22,4 л/моль = 11,2 л
Ответ: 37 г; 11,2 л