Номер 42, страница 196 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.42. Смешали 100 г 10,3%-го раствора бромида натрия и 100 г 3%-го раствора нитрата серебра. Найдите массу выпавшего осадка и массовые доли солей в растворе.

Дано:

Найти:

Решение:

1. Запишем уравнение реакции между бромидом натрия и нитратом серебра:

$NaBr + AgNO_3 \rightarrow AgBr \downarrow + NaNO_3$

В ходе реакции образуется нерастворимый в воде осадок — бромид серебра ($AgBr$).

2. Рассчитаем массы чистых веществ (реагентов) в исходных растворах:

$m(NaBr) = m_{р-ра}(NaBr) \cdot \omega(NaBr) = 100 \text{ г} \cdot 0,103 = 10,3 \text{ г}$

$m(AgNO_3) = m_{р-ра}(AgNO_3) \cdot \omega(AgNO_3) = 100 \text{ г} \cdot 0,03 = 3 \text{ г}$

3. Вычислим молярные массы веществ, используя округленные значения атомных масс ($Na=23, Br=80, Ag=108, N=14, O=16$):

$M(NaBr) = 23 + 80 = 103 \text{ г/моль}$

$M(AgNO_3) = 108 + 14 + 3 \cdot 16 = 170 \text{ г/моль}$

$M(AgBr) = 108 + 80 = 188 \text{ г/моль}$

$M(NaNO_3) = 23 + 14 + 3 \cdot 16 = 85 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества (в молях) для каждого реагента:

$n(NaBr) = \frac{m(NaBr)}{M(NaBr)} = \frac{10,3 \text{ г}}{103 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

$n(AgNO_3) = \frac{m(AgNO_3)}{M(AgNO_3)} = \frac{3 \text{ г}}{170 \text{ г/моль}} \approx 0,01765 \text{ моль}$

5. Определим лимитирующий реагент. Согласно уравнению реакции, вещества реагируют в стехиометрическом соотношении 1:1. Сравним количество молей реагентов:

$n(AgNO_3) < n(NaBr) \quad (0,01765 < 0,1)$

Следовательно, нитрат серебра ($AgNO_3$) находится в недостатке и прореагирует полностью. Дальнейшие расчеты будем вести по нему.

массу выпавшего осадка

Согласно уравнению реакции, количество вещества выпавшего осадка $AgBr$ равно количеству вещества прореагировавшего $AgNO_3$:

$n(AgBr) = n(AgNO_3) \approx 0,01765 \text{ моль}$

Рассчитаем массу осадка $AgBr$:

$m(AgBr) = n(AgBr) \cdot M(AgBr) \approx 0,01765 \text{ моль} \cdot 188 \text{ г/моль} \approx 3,32 \text{ г}$

Ответ: масса выпавшего осадка составляет 3,32 г.

массовые доли солей в растворе

1. После реакции в растворе останутся: избыток бромида натрия ($NaBr$), образовавшийся нитрат натрия ($NaNO_3$) и вода. Найдем массы этих солей.

2. Рассчитаем массу $NaBr$, оставшегося в растворе. Сначала найдем, сколько $NaBr$ прореагировало:

$n_{реаг}(NaBr) = n(AgNO_3) \approx 0,01765 \text{ моль}$

Количество вещества оставшегося $NaBr$:

$n_{ост}(NaBr) = n_{исх}(NaBr) - n_{реаг}(NaBr) = 0,1 \text{ моль} - 0,01765 \text{ моль} = 0,08235 \text{ моль}$

Масса оставшегося $NaBr$:

$m_{ост}(NaBr) = n_{ост}(NaBr) \cdot M(NaBr) \approx 0,08235 \text{ моль} \cdot 103 \text{ г/моль} \approx 8,48 \text{ г}$

3. Рассчитаем массу образовавшегося в растворе нитрата натрия $NaNO_3$:

$n(NaNO_3) = n(AgNO_3) \approx 0,01765 \text{ моль}$

$m(NaNO_3) = n(NaNO_3) \cdot M(NaNO_3) \approx 0,01765 \text{ моль} \cdot 85 \text{ г/моль} \approx 1,50 \text{ г}$

4. Найдем массу конечного раствора. Она равна сумме масс исходных растворов за вычетом массы выпавшего осадка:

$m_{конечн. р-ра} = m_{р-ра}(NaBr) + m_{р-ра}(AgNO_3) - m(AgBr) = 100 \text{ г} + 100 \text{ г} - 3,32 \text{ г} = 196,68 \text{ г}$

5. Рассчитаем массовые доли солей в конечном растворе:

$\omega(NaBr) = \frac{m_{ост}(NaBr)}{m_{конечн. р-ра}} \cdot 100\% = \frac{8,48 \text{ г}}{196,68 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 4,31\%$

$\omega(NaNO_3) = \frac{m(NaNO_3)}{m_{конечн. р-ра}} \cdot 100\% = \frac{1,50 \text{ г}}{196,68 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 0,76\%$

Ответ: массовая доля бромида натрия в конечном растворе составляет 4,31%, массовая доля нитрата натрия – 0,76%.