Номер 13, страница 21 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 3. Хлор. Глава 1. Неметаллы - номер 13, страница 21.

Условие.

13. Хлороводород, образовавшийся при сжигании в хлоре 10 л водорода (н. у.), растворили в 1 л воды. Найдите массовую долю $HCl$ в полученном растворе.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$V(H_2) = 10$ л (н. у.)

$V(H_2O) = 1$ л

$V_m = 22.4$ л/моль
$\rho(H_2O) = 1000$ г/л

$V(H_2) = 10 \text{ л} = 10 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 = 0.01 \text{ м}^3$
$V(H_2O) = 1 \text{ л} = 1 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 = 0.001 \text{ м}^3$

Найти:

$\omega(HCl)$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции горения водорода в хлоре с образованием хлороводорода:

$H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl$

2. Найдем количество вещества (моль) водорода, вступившего в реакцию. При нормальных условиях (н. у.) молярный объем любого газа составляет $22.4$ л/моль.

$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{10 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \approx 0.4464 \text{ моль}$

3. Согласно уравнению реакции, из 1 моль водорода ($H_2$) образуется 2 моль хлороводорода ($HCl$). Рассчитаем количество вещества образовавшегося $HCl$:

$n(HCl) = 2 \cdot n(H_2) = 2 \cdot 0.4464 \text{ моль} \approx 0.8928 \text{ моль}$

4. Вычислим массу полученного хлороводорода. Для этого сначала найдем его молярную массу:

$M(HCl) = M(H) + M(Cl) = 1.008 + 35.453 \approx 36.5 \text{ г/моль}$

Теперь найдем массу $HCl$:

$m(HCl) = n(HCl) \cdot M(HCl) = 0.8928 \text{ моль} \cdot 36.5 \text{ г/моль} \approx 32.59 \text{ г}$

5. Найдем массу растворителя (воды). Плотность воды принимаем равной $1000$ г/л (или $1$ кг/л).

$m(H_2O) = V(H_2O) \cdot \rho(H_2O) = 1 \text{ л} \cdot 1000 \text{ г/л} = 1000 \text{ г}$

6. Найдем общую массу полученного раствора. Масса раствора складывается из массы растворенного вещества ($HCl$) и массы растворителя ($H_2O$):

$m_{раствора} = m(HCl) + m(H_2O) = 32.59 \text{ г} + 1000 \text{ г} = 1032.59 \text{ г}$

7. Рассчитаем массовую долю ($\omega$) $HCl$ в полученном растворе по формуле:

$\omega(HCl) = \frac{m(HCl)}{m_{раствора}} \cdot 100\% = \frac{32.59 \text{ г}}{1032.59 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 3.16\%$

Ответ: массовая доля $HCl$ в полученном растворе составляет примерно $3.16\%$.