Номер 2, страница 20, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

•2. Какой объем 20%-ного раствора гидроксида натрия ($\rho= 1.12 \text{ г/мл}$) потребуется для полного осаждения гидроксида хрома (III) из 90 г 16%-ного раствора хлорида хрома (III)?

Ответ: 49 мл.

Дано:

$m_{р-ра(CrCl_3)} = 90$ г

$\omega_{(CrCl_3)} = 16\% = 0.16$

$\omega_{(NaOH)} = 20\% = 0.20$

$\rho_{р-ра(NaOH)} = 1.12$ г/мл

Найти:

$V_{р-ра(NaOH)}$ - ?

Решение:

1. Сначала запишем уравнение химической реакции между хлоридом хрома (III) и гидроксидом натрия. В результате реакции обмена образуется нерастворимый гидроксид хрома (III), который выпадает в осадок, и хлорид натрия:

$CrCl_3 + 3NaOH \rightarrow Cr(OH)_3\downarrow + 3NaCl$

2. Рассчитаем массу чистого хлорида хрома (III) в 90 г его 16%-ного раствора. Массовая доля вещества ($\omega$) в растворе определяется как отношение массы вещества к массе раствора.

$m_{вещества} = m_{раствора} \cdot \omega$

$m_{(CrCl_3)} = 90 \text{ г} \cdot 0.16 = 14.4$ г

3. Найдем количество вещества (число моль) хлорида хрома (III), вступившего в реакцию. Для этого нам понадобится его молярная масса.

$M(CrCl_3) = M(Cr) + 3 \cdot M(Cl) = 52 + 3 \cdot 35.5 = 158.5$ г/моль

$n = \frac{m}{M}$

$n_{(CrCl_3)} = \frac{14.4 \text{ г}}{158.5 \text{ г/моль}} \approx 0.09085$ моль

4. Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции, на 1 моль хлорида хрома (III) расходуется 3 моль гидроксида натрия. Рассчитаем необходимое количество вещества $NaOH$:

$n_{(NaOH)} = 3 \cdot n_{(CrCl_3)} = 3 \cdot 0.09085 \text{ моль} \approx 0.27255$ моль

5. Теперь найдем массу чистого гидроксида натрия, соответствующую этому количеству вещества. Молярная масса $NaOH$:

$M(NaOH) = M(Na) + M(O) + M(H) = 23 + 16 + 1 = 40$ г/моль

$m_{(NaOH)} = n_{(NaOH)} \cdot M_{(NaOH)} = 0.27255 \text{ моль} \cdot 40 \text{ г/моль} \approx 10.9$ г

6. Мы знаем, что для реакции требуется 10.9 г чистого $NaOH$, который находится в 20%-ном растворе. Найдем массу этого раствора:

$m_{р-ра(NaOH)} = \frac{m_{(NaOH)}}{\omega_{(NaOH)}} = \frac{10.9 \text{ г}}{0.20} = 54.5$ г

7. Наконец, зная массу и плотность раствора гидроксида натрия, определим его объем:

$V = \frac{m}{\rho}$

$V_{р-ра(NaOH)} = \frac{m_{р-ра(NaOH)}}{\rho_{р-ра(NaOH)}} = \frac{54.5 \text{ г}}{1.12 \text{ г/мл}} \approx 48.66$ мл

Округляем полученное значение до целого числа.

Ответ: 49 мл.