Номер 8, страница 194 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.8. В 1 л минеральной воды Ессентуки-17 содержится 2500 мг хлорид-ионов. Какую массу поваренной соли нужно растворить в 1 л дистиллированной воды для достижения такой же концентрации хлорид-ионов? Плотность минеральной воды примите равной 1 г/мл.

Дано:

$V_{воды} = 1 \text{ л}$

$m(Cl^{-}) = 2500 \text{ мг}$

$V_{дист. воды} = 1 \text{ л}$

Поваренная соль - $NaCl$

Найти:

$m(NaCl) - ?$

Решение:

Чтобы достичь в дистиллированной воде такой же концентрации хлорид-ионов, как в минеральной, необходимо, чтобы в 1 л раствора содержалось 2500 мг ($2.5 \text{ г}$) хлорид-ионов. Источником этих ионов будет поваренная соль (хлорид натрия, $NaCl$).

При растворении в воде хлорид натрия диссоциирует на ионы:

$NaCl \rightarrow Na^{+} + Cl^{-}$

Из уравнения реакции следует, что 1 моль хлорида натрия образует 1 моль хлорид-ионов. Таким образом, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$n(NaCl) = n(Cl^{-})$

Для дальнейших расчетов найдем молярные массы хлора и хлорида натрия.

Молярная масса хлора: $M(Cl) \approx 35.5 \text{ г/моль}$.

Молярная масса натрия: $M(Na) \approx 23 \text{ г/моль}$.

Молярная масса хлорида натрия: $M(NaCl) = M(Na) + M(Cl) = 23 + 35.5 = 58.5 \text{ г/моль}$.

Масса хлорид-ионов, которую нужно получить, составляет $m(Cl^{-}) = 2.5 \text{ г}$.

Вычислим количество вещества (в молях) для хлорид-ионов по формуле $n = m/M$:

$n(Cl^{-}) = \frac{m(Cl^{-})}{M(Cl)} = \frac{2.5 \text{ г}}{35.5 \text{ г/моль}}$

Так как $n(NaCl) = n(Cl^{-})$, количество вещества хлорида натрия, которое необходимо растворить, равно:

$n(NaCl) = \frac{2.5}{35.5} \text{ моль}$

Теперь, зная количество вещества и молярную массу $NaCl$, можно найти его массу по формуле $m = n \cdot M$:

$m(NaCl) = n(NaCl) \cdot M(NaCl) = \left( \frac{2.5}{35.5} \right) \text{ моль} \cdot 58.5 \text{ г/моль} \approx 4.1197 \text{ г}$

Округлим результат до сотых.

Плотность минеральной воды в этой задаче является избыточной информацией и для решения не используется.

Ответ: для достижения такой же концентрации хлорид-ионов необходимо растворить 4.12 г поваренной соли.