Номер 9, страница 29 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 5. Хлороводород. Соляная кислота. Глава 1. Неметаллы - номер 9, страница 29.

Условие.

9. Сколько килограммов 36,5%-й соляной кислоты можно получить из 44.8 м $^3$ хлора (н. у.)?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$V(Cl_2) = 44,8 \text{ м}^3$ (н. у. - нормальные условия)
$\omega(HCl) = 36,5\% = 0,365$

Найти:

$m(\text{раствора HCl}) - ?$

Решение:

1. Сначала запишем уравнение реакции получения хлороводорода (HCl), из которого затем получают соляную кислоту. Хлороводород синтезируют из простых веществ - водорода и хлора:

$H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl$

2. Найдем количество вещества (число молей) хлора, исходя из его объема при нормальных условиях. Молярный объем любого газа при нормальных условиях ($V_m$) составляет $22,4 \text{ л/моль}$, что эквивалентно $0,0224 \text{ м}^3/\text{моль}$.

$n(Cl_2) = \frac{V(Cl_2)}{V_m} = \frac{44,8 \text{ м}^3}{0,0224 \text{ м}^3/\text{моль}} = 2000 \text{ моль}$

3. Согласно уравнению реакции, из 1 моль хлора ($Cl_2$) образуется 2 моль хлороводорода ($HCl$). Определим количество вещества полученного хлороводорода:

$n(HCl) = 2 \cdot n(Cl_2) = 2 \cdot 2000 \text{ моль} = 4000 \text{ моль}$

4. Рассчитаем массу чистого хлороводорода ($m(HCl)$). Для этого нам понадобится его молярная масса ($M(HCl)$):

$M(HCl) = M(H) + M(Cl) \approx 1,0 + 35,5 = 36,5 \text{ г/моль}$

Теперь вычислим массу HCl:

$m(HCl) = n(HCl) \cdot M(HCl) = 4000 \text{ моль} \cdot 36,5 \text{ г/моль} = 146000 \text{ г}$

Переведем массу в килограммы для удобства:

$146000 \text{ г} = 146 \text{ кг}$

5. Наконец, зная массу чистого вещества (HCl) и его массовую долю в растворе, найдем массу всего раствора соляной кислоты.

Массовая доля ($\omega$) связана с массами вещества и раствора следующим соотношением:

$\omega(HCl) = \frac{m(HCl)}{m(\text{раствора})}$

Выразим из формулы массу раствора:

$m(\text{раствора}) = \frac{m(HCl)}{\omega(HCl)} = \frac{146 \text{ кг}}{0,365} = 400 \text{ кг}$

Ответ: из 44,8 м³ хлора можно получить 400 кг 36,5%-й соляной кислоты.