Номер 106, страница 102 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

3.106. Сколько граммов серебра выделится при обработке 20 г 40%-го водного раствора формальдегида избытком аммиачного раствора оксида серебра?

Дано:

$m_{раствора}(HCHO) = 20\ г$

$\omega(HCHO) = 40\% = 0.4$

Аммиачный раствор оксида серебра $[Ag(NH_3)_2]OH$ взят в избытке.

Найти:

$m(Ag) - ?$

Решение:

1. Найдем массу чистого формальдегида (метаналя) в исходном растворе. Масса растворенного вещества равна произведению массы раствора на массовую долю этого вещества:

$m(HCHO) = m_{раствора}(HCHO) \cdot \omega(HCHO)$

$m(HCHO) = 20\ г \cdot 0.4 = 8\ г$

2. Запишем уравнение реакции окисления формальдегида аммиачным раствором оксида серебра (реакция «серебряного зеркала»). Особенностью формальдегида является то, что его молекула содержит две гидридные группы при карбонильном атоме углерода. Поэтому он окисляется до угольной кислоты (которая в аммиачной среде образует карбонат аммония), в то время как другие альдегиды окисляются до карбоновых кислот. Это приводит к тому, что на 1 моль формальдегида расходуется 4 моль гидроксодиаминсеребра(I) и выделяется 4 моль серебра.

$HCHO + 4[Ag(NH_3)_2]OH \rightarrow (NH_4)_2CO_3 + 4Ag \downarrow + 6NH_3 + 2H_2O$

3. Рассчитаем молярную массу формальдегида ($HCHO$):

$M(HCHO) = A_r(C) + 2 \cdot A_r(H) + A_r(O) = 12.01 + 2 \cdot 1.01 + 16.00 \approx 30\ г/моль$

4. Найдем количество вещества формальдегида в 8 г:

$n(HCHO) = \frac{m(HCHO)}{M(HCHO)} = \frac{8\ г}{30\ г/моль} = \frac{4}{15}\ моль$

5. Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции, из 1 моль формальдегида образуется 4 моль серебра. Найдем количество вещества серебра, которое выделится в ходе реакции:

$n(Ag) = 4 \cdot n(HCHO) = 4 \cdot \frac{4}{15}\ моль = \frac{16}{15}\ моль$

6. Молярная масса серебра ($Ag$) составляет $M(Ag) \approx 108\ г/моль$.

7. Теперь рассчитаем массу выделившегося металлического серебра:

$m(Ag) = n(Ag) \cdot M(Ag) = \frac{16}{15}\ моль \cdot 108\ г/моль = \frac{16 \cdot 108}{15}\ г = \frac{1728}{15}\ г = 115.2\ г$

Ответ: при обработке 20 г 40%-го раствора формальдегида избытком аммиачного раствора оксида серебра выделится 115,2 г серебра.