Номер 9, страница 262 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 36. Галогеноводороды и галогеноводородные кислоты. Галогениды - номер 9, страница 262.

Условие.

9. В раствор, содержащий 51 г нитрата серебра, добавили 36,5 г 20%-ного раствора соляной кислоты. Какая масса 15%-ного раствора хлорида натрия потребуется для полного осаждения ионов серебра из получившегося раствора?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(AgNO_3) = 51$ г

$m_{р-ра}(HCl) = 36.5$ г

$\omega(HCl) = 20\% = 0.2$

$\omega(NaCl) = 15\% = 0.15$

Найти:

$m_{р-ра}(NaCl)$ - ?

Решение:

1. В первую очередь происходит реакция между нитратом серебра и соляной кислотой с образованием нерастворимого хлорида серебра. Запишем уравнение реакции:

$AgNO_3 + HCl \rightarrow AgCl \downarrow + HNO_3$

Вычислим молярные массы веществ, участвующих в расчетах:

$M(AgNO_3) = 108 + 14 + 3 \cdot 16 = 170$ г/моль

$M(HCl) = 1 + 35.5 = 36.5$ г/моль

$M(NaCl) = 23 + 35.5 = 58.5$ г/моль

Найдем количество вещества (моль) исходных реагентов.

Количество вещества нитрата серебра:

$n(AgNO_3) = \frac{m(AgNO_3)}{M(AgNO_3)} = \frac{51 \text{ г}}{170 \text{ г/моль}} = 0.3$ моль

Найдем массу чистой соляной кислоты в растворе:

$m(HCl) = m_{р-ра}(HCl) \cdot \omega(HCl) = 36.5 \text{ г} \cdot 0.2 = 7.3$ г

Количество вещества соляной кислоты:

$n(HCl) = \frac{m(HCl)}{M(HCl)} = \frac{7.3 \text{ г}}{36.5 \text{ г/моль}} = 0.2$ моль

2. Сравним количество веществ реагентов. Согласно уравнению реакции, они реагируют в стехиометрическом соотношении 1:1. Поскольку $n(HCl) < n(AgNO_3)$ ($0.2$ моль $< 0.3$ моль), соляная кислота находится в недостатке и прореагирует полностью, а нитрат серебра — в избытке.

Найдем количество вещества нитрата серебра, оставшегося в растворе после первой реакции:

$n_{ост.}(AgNO_3) = n_{исх.}(AgNO_3) - n_{прореаг.}(AgNO_3)$

Так как соотношение 1:1, $n_{прореаг.}(AgNO_3) = n(HCl) = 0.2$ моль.

$n_{ост.}(AgNO_3) = 0.3 \text{ моль} - 0.2 \text{ моль} = 0.1$ моль

3. Для полного осаждения оставшихся ионов серебра $Ag^+$ (в виде $AgNO_3$) добавляют раствор хлорида натрия. Происходит следующая реакция:

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

По уравнению реакции, для осаждения 0.1 моль нитрата серебра потребуется 0.1 моль хлорида натрия, так как они реагируют в соотношении 1:1.

$n(NaCl) = n_{ост.}(AgNO_3) = 0.1$ моль

Найдем массу хлорида натрия, необходимую для реакции:

$m(NaCl) = n(NaCl) \cdot M(NaCl) = 0.1 \text{ моль} \cdot 58.5 \text{ г/моль} = 5.85$ г

4. Теперь найдем массу 15%-ного раствора хлорида натрия, содержащего 5.85 г соли:

$m_{р-ра}(NaCl) = \frac{m(NaCl)}{\omega(NaCl)} = \frac{5.85 \text{ г}}{0.15} = 39$ г

Ответ: потребуется 39 г 15%-ного раствора хлорида натрия.