Номер 5, страница 20 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 3. Хлор. Глава 1. Неметаллы - номер 5, страница 20.

Условие.

5. Плотность хлора при 20 °C $2,96 \text{ г/л}$. При этих условиях в одном объёме воды растворяется три объёма хлора. Рассчитайте массовую долю хлора в насыщенном растворе.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Плотность хлора $ \rho(\text{Cl}_2) = 2,96 \text{ г/л} $

Соотношение объемов $ \frac{V(\text{Cl}_2)}{V(\text{H}_2\text{O})} = 3 $

Температура $ t = 20 \text{ °C} $

Плотность воды при 20 °C $ \rho(\text{H}_2\text{O}) \approx 1 \text{ г/мл} = 1000 \text{ г/л} $

$ \rho(\text{Cl}_2) = 2,96 \frac{\text{г}}{\text{л}} = 2,96 \frac{10^{-3}\text{ кг}}{10^{-3}\text{ м}^3} = 2,96 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} $
$ \rho(\text{H}_2\text{O}) \approx 1000 \frac{\text{г}}{\text{л}} = 1000 \frac{10^{-3}\text{ кг}}{10^{-3}\text{ м}^3} = 1000 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} $

Найти:

Массовую долю хлора в насыщенном растворе $ \omega(\text{Cl}_2) $ - ?

Решение:

Массовая доля растворенного вещества (хлора) в растворе вычисляется по формуле:

$ \omega(\text{Cl}_2) = \frac{m(\text{Cl}_2)}{m(\text{раствора})} \cdot 100\% $

где $ m(\text{Cl}_2) $ — масса растворенного хлора, а $ m(\text{раствора}) $ — общая масса раствора.

Масса раствора равна сумме масс растворителя (воды) и растворенного вещества (хлора):

$ m(\text{раствора}) = m(\text{H}_2\text{O}) + m(\text{Cl}_2) $

Для удобства расчетов примем объем воды равным $ V(\text{H}_2\text{O}) = 1 \text{ л} $.

Найдем массу этого объема воды, используя ее плотность ($ \rho(\text{H}_2\text{O}) \approx 1000 \text{ г/л} $):

$ m(\text{H}_2\text{O}) = V(\text{H}_2\text{O}) \cdot \rho(\text{H}_2\text{O}) = 1 \text{ л} \cdot 1000 \frac{\text{г}}{\text{л}} = 1000 \text{ г} $

Согласно условию, в одном объеме воды растворяется три объема хлора. Следовательно, объем растворенного хлора будет:

$ V(\text{Cl}_2) = 3 \cdot V(\text{H}_2\text{O}) = 3 \cdot 1 \text{ л} = 3 \text{ л} $

Теперь найдем массу растворенного хлора, используя его плотность ($ \rho(\text{Cl}_2) = 2,96 \text{ г/л} $):

$ m(\text{Cl}_2) = V(\text{Cl}_2) \cdot \rho(\text{Cl}_2) = 3 \text{ л} \cdot 2,96 \frac{\text{г}}{\text{л}} = 8,88 \text{ г} $

Теперь мы можем рассчитать общую массу насыщенного раствора:

$ m(\text{раствора}) = m(\text{H}_2\text{O}) + m(\text{Cl}_2) = 1000 \text{ г} + 8,88 \text{ г} = 1008,88 \text{ г} $

Наконец, рассчитаем массовую долю хлора в полученном насыщенном растворе:

$ \omega(\text{Cl}_2) = \frac{m(\text{Cl}_2)}{m(\text{раствора})} \cdot 100\% = \frac{8,88 \text{ г}}{1008,88 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 0,880\% $

Ответ: массовая доля хлора в насыщенном растворе составляет примерно 0,88%.