Номер 9, страница 255 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 35. Галогены - номер 9, страница 255.

Условие.

9. Смесь фторида и хлорида натрия растворили в воде и добавили избыток раствора нитрата серебра. Образовался осадок массой 28,7 г. Если такое же количество смеси фторида и хлорида натрия растворить в воде, а затем добавить избыток раствора хлорида кальция, выпадает осадок массой 7,8 г. Вычислите массовую долю хлорида натрия в исходной смеси.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(осадка_1) = m(AgCl) = 28,7 \text{ г}$

$m(осадка_2) = m(CaF_2) = 7,8 \text{ г}$

Найти:

$\omega(NaCl) - ?$

Решение:

Исходная смесь состоит из фторида натрия ($NaF$) и хлорида натрия ($NaCl$).

1. При добавлении избытка раствора нитрата серебра ($AgNO_3$) в осадок выпадает только хлорид серебра ($AgCl$), так как фторид серебра ($AgF$) растворим в воде. Уравнение реакции:

$NaCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$

Найдем количество вещества образовавшегося осадка $AgCl$. Молярная масса $AgCl$:

$M(AgCl) = M(Ag) + M(Cl) = 108 + 35,5 = 143,5 \text{ г/моль}$

Количество вещества $AgCl$:

$n(AgCl) = \frac{m(AgCl)}{M(AgCl)} = \frac{28,7 \text{ г}}{143,5 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

Согласно уравнению реакции, количество вещества хлорида натрия равно количеству вещества хлорида серебра:

$n(NaCl) = n(AgCl) = 0,2 \text{ моль}$

Теперь найдем массу хлорида натрия в исходной смеси. Молярная масса $NaCl$:

$M(NaCl) = M(Na) + M(Cl) = 23 + 35,5 = 58,5 \text{ г/моль}$

$m(NaCl) = n(NaCl) \cdot M(NaCl) = 0,2 \text{ моль} \cdot 58,5 \text{ г/моль} = 11,7 \text{ г}$

2. При добавлении избытка раствора хлорида кальция ($CaCl_2$) в осадок выпадает только фторид кальция ($CaF_2$), так как хлорид натрия не реагирует с хлоридом кальция. Уравнение реакции:

$2NaF + CaCl_2 \rightarrow CaF_2\downarrow + 2NaCl$

Найдем количество вещества образовавшегося осадка $CaF_2$. Молярная масса $CaF_2$:

$M(CaF_2) = M(Ca) + 2 \cdot M(F) = 40 + 2 \cdot 19 = 78 \text{ г/моль}$

Количество вещества $CaF_2$:

$n(CaF_2) = \frac{m(CaF_2)}{M(CaF_2)} = \frac{7,8 \text{ г}}{78 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

Согласно уравнению реакции, количество вещества фторида натрия в два раза больше количества вещества фторида кальция:

$n(NaF) = 2 \cdot n(CaF_2) = 2 \cdot 0,1 \text{ моль} = 0,2 \text{ моль}$

Теперь найдем массу фторида натрия в исходной смеси. Молярная масса $NaF$:

$M(NaF) = M(Na) + M(F) = 23 + 19 = 42 \text{ г/моль}$

$m(NaF) = n(NaF) \cdot M(NaF) = 0,2 \text{ моль} \cdot 42 \text{ г/моль} = 8,4 \text{ г}$

3. Вычислим общую массу исходной смеси:

$m_{смеси} = m(NaCl) + m(NaF) = 11,7 \text{ г} + 8,4 \text{ г} = 20,1 \text{ г}$

4. Вычислим массовую долю хлорида натрия в исходной смеси:

$\omega(NaCl) = \frac{m(NaCl)}{m_{смеси}} \cdot 100\% = \frac{11,7 \text{ г}}{20,1 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 58,21\%$

Ответ: Массовая доля хлорида натрия в исходной смеси составляет 58,21%.