Номер 197, страница 213 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.197. Аммиак объёмом 67,2 л (н. у.) растворили в 1,2 л воды. Рассчитайте массовую долю аммиака в полученном растворе.

Дано:

Объём аммиака $V(NH_3) = 67,2$ л (н. у.)

Объём воды $V(H_2O) = 1,2$ л

$V(NH_3) = 67,2 \text{ л} = 0,0672 \text{ м}^3$
$V(H_2O) = 1,2 \text{ л} = 0,0012 \text{ м}^3$

Найти:

Массовую долю аммиака в растворе $\omega(NH_3)$

Решение:

1. Массовая доля растворенного вещества ($\omega$) определяется как отношение массы вещества к массе всего раствора. Формула для расчета массовой доли аммиака:

$\omega(NH_3) = \frac{m(NH_3)}{m(\text{раствора})} \cdot 100\%$

Масса раствора ($m(\text{раствора})$) — это сумма масс растворенного вещества (аммиака) и растворителя (воды):

$m(\text{раствора}) = m(NH_3) + m(H_2O)$

Следовательно, для решения задачи нам нужно найти массы аммиака и воды.

2. Найдем массу аммиака ($m(NH_3)$). Так как объем аммиака дан при нормальных условиях (н. у.), мы можем найти его количество вещества ($n$), используя молярный объем газов $V_m = 22,4$ л/моль.

Количество вещества аммиака:

$n(NH_3) = \frac{V(NH_3)}{V_m} = \frac{67,2 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 3$ моль

Далее вычислим массу аммиака, зная его количество вещества и молярную массу $M(NH_3)$.

Молярная масса аммиака ($NH_3$):

$M(NH_3) = M(N) + 3 \cdot M(H) = 14 + 3 \cdot 1 = 17$ г/моль

Масса аммиака:

$m(NH_3) = n(NH_3) \cdot M(NH_3) = 3 \text{ моль} \cdot 17 \text{ г/моль} = 51$ г

3. Найдем массу воды ($m(H_2O)$). Для этого используем ее объем и плотность ($\rho$). Плотность воды принимаем равной 1000 г/л.

$m(H_2O) = V(H_2O) \cdot \rho(H_2O) = 1,2 \text{ л} \cdot 1000 \text{ г/л} = 1200$ г

4. Теперь рассчитаем общую массу полученного раствора:

$m(\text{раствора}) = m(NH_3) + m(H_2O) = 51 \text{ г} + 1200 \text{ г} = 1251$ г

5. Наконец, определим массовую долю аммиака в растворе:

$\omega(NH_3) = \frac{m(NH_3)}{m(\text{раствора})} = \frac{51 \text{ г}}{1251 \text{ г}} \approx 0,04077$

Чтобы выразить результат в процентах, умножим полученное значение на 100%:

$\omega(NH_3) \approx 0,04077 \cdot 100\% \approx 4,08\%$

Ответ: массовая доля аммиака в полученном растворе составляет примерно 4,08%.