Номер 7, страница 76 - гдз по химии 10 класс учебник Габриелян, Остроумов

7. Какая масса серебра образуется на стенках пробирки при взаимодействии 15 г 2%-ного раствора формальдегида с избытком аммиачного раствора оксида серебра?

Дано:

$m_{р-ра}(HCHO) = 15 \text{ г}$

$\omega(HCHO) = 2\% = 0.02$

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

Найти:

$m(Ag) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия формальдегида (метаналя) с аммиачным раствором оксида серебра (реактивом Толленса). Эта качественная реакция известна как реакция «серебряного зеркала». Поскольку формальдегид является простейшим альдегидом и содержит две C-H связи при карбонильной группе, он может быть окислен дважды. При взаимодействии с избытком реактива Толленса формальдегид окисляется до угольной кислоты, которая в аммиачной среде образует карбонат аммония $((NH_4)_2CO_3)$.

Суммарное уравнение реакции выглядит следующим образом:

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

2. Рассчитаем массу чистого формальдегида в исходном растворе:

$m(HCHO) = m_{р-ра}(HCHO) \cdot \omega(HCHO) = 15 \text{ г} \cdot 0.02 = 0.3 \text{ г}$

3. Вычислим молярные массы формальдегида и серебра, используя периодическую таблицу химических элементов:

$M(HCHO) = A_r(C) + 2 \cdot A_r(H) + A_r(O) = 12 + 2 \cdot 1 + 16 = 30 \text{ г/моль}$

$M(Ag) = 108 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества (число молей) формальдегида, вступившего в реакцию:

$n(HCHO) = \frac{m(HCHO)}{M(HCHO)} = \frac{0.3 \text{ г}}{30 \text{ г/моль}} = 0.01 \text{ моль}$

5. По уравнению реакции определим количество вещества серебра. Из уравнения следует, что из 1 моль формальдегида образуется 4 моль серебра. Соотношение количеств веществ:

$\frac{n(HCHO)}{1} = \frac{n(Ag)}{4}$

Отсюда количество вещества серебра:

$n(Ag) = 4 \cdot n(HCHO) = 4 \cdot 0.01 \text{ моль} = 0.04 \text{ моль}$

6. Рассчитаем массу серебра, выпавшего в осадок:

$m(Ag) = n(Ag) \cdot M(Ag) = 0.04 \text{ моль} \cdot 108 \text{ г/моль} = 4.32 \text{ г}$

Ответ: масса серебра, которая образуется на стенках пробирки, составляет 4,32 г.