Номер 11, страница 75 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

11. Определите массу фенолята натрия, образующегося при взаимодействии фенола с избытком 40 г 10%-ного раствора гидроксида натрия.

Дано:

$m_{р-ра}(NaOH) = 40 \text{ г}$

$\omega(NaOH) = 10\% = 0.1$

Гидроксид натрия взят в избытке.

Найти:

$m(C_6H_5ONa)$ - ?

Решение:

Запишем уравнение химической реакции взаимодействия фенола ($C_6H_5OH$) с гидроксидом натрия ($NaOH$):

$C_6H_5OH + NaOH \rightarrow C_6H_5ONa + H_2O$

В условии задачи указано, что раствор гидроксида натрия взят в избытке. Это означает, что фенол является лимитирующим реагентом, и количество продукта реакции (фенолята натрия) должно определяться по исходному количеству фенола. Однако, масса или количество вещества фенола в условии не приведены. Следовательно, задача в её исходной формулировке не может быть решена однозначно.

Наиболее вероятно, что в условии допущена ошибка, и расчёт следует проводить по гидроксиду натрия, считая его лимитирующим реагентом (т.е. веществом, находящимся в недостатке). Примем это допущение для нахождения численного ответа.

1. Найдём массу чистого гидроксида натрия, содержащегося в 40 г его 10%-ного раствора.

$m(NaOH) = m_{р-ра}(NaOH) \cdot \omega(NaOH)$

$m(NaOH) = 40 \text{ г} \cdot 0.10 = 4 \text{ г}$

2. Рассчитаем молярные массы гидроксида натрия ($NaOH$) и фенолята натрия ($C_6H_5ONa$). Для расчетов будем использовать округленные значения атомных масс: $Ar(H)=1, Ar(C)=12, Ar(O)=16, Ar(Na)=23$.

$M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$

$M(C_6H_5ONa) = (6 \cdot 12) + (5 \cdot 1) + 16 + 23 = 72 + 5 + 16 + 23 = 116 \text{ г/моль}$

3. Определим количество вещества гидроксида натрия.

$n(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)} = \frac{4 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0.1 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, стехиометрические коэффициенты перед $NaOH$ и $C_6H_5ONa$ равны, их соотношение 1:1. Это значит, что количество вещества образовавшегося фенолята натрия равно количеству вещества прореагировавшего гидроксида натрия.

$n(C_6H_5ONa) = n(NaOH) = 0.1 \text{ моль}$

5. Найдём массу фенолята натрия, образовавшегося в результате реакции.

$m(C_6H_5ONa) = n(C_6H_5ONa) \cdot M(C_6H_5ONa)$

$m(C_6H_5ONa) = 0.1 \text{ моль} \cdot 116 \text{ г/моль} = 11.6 \text{ г}$

Ответ: в предположении, что гидроксид натрия является лимитирующим реагентом, масса образующегося фенолята натрия равна 11.6 г.