Номер 7, страница 89 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 19. Электролитическая диссоциация. Водородный показатель. Глава IV. Растворы - номер 7, страница 89.

Условие.

7. Вычислите объём газа (н. у.), выделившегося при сливании $150$ г $30 \%$-ной соляной кислоты с раствором карбоната натрия, содержащим $0.5$ моль этой соли.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m_{р-ра(HCl)} = 150 \text{ г}$
$\omega_{(HCl)} = 30\% = 0.3$
$n_{(Na_2CO_3)} = 0.5 \text{ моль}$

Найти:

$V_{(газа)} - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции между соляной кислотой и карбонатом натрия. В результате реакции выделяется углекислый газ:

$Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$

2. Определим количество вещества (моль) для каждого из реагентов, чтобы выяснить, который из них находится в недостатке. Количество вещества карбоната натрия нам уже дано: $n_{(Na_2CO_3)} = 0.5 \text{ моль}$.

Вычислим массу чистой соляной кислоты в растворе:

$m_{(HCl)} = m_{р-ра(HCl)} \cdot \omega_{(HCl)} = 150 \text{ г} \cdot 0.3 = 45 \text{ г}$

Вычислим молярную массу соляной кислоты:

$M_{(HCl)} = 1 + 35.5 = 36.5 \text{ г/моль}$

Теперь найдем количество вещества соляной кислоты:

$n_{(HCl)} = \frac{m_{(HCl)}}{M_{(HCl)}} = \frac{45 \text{ г}}{36.5 \text{ г/моль}} \approx 1.233 \text{ моль}$

3. Сравним количества веществ реагентов с учетом стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции (1:2).

Для реакции с $0.5 \text{ моль} \ Na_2CO_3$ требуется $2 \cdot 0.5 = 1.0 \text{ моль} \ HCl$.

У нас есть $1.233 \text{ моль} \ HCl$, что больше, чем $1.0 \text{ моль}$. Следовательно, соляная кислота находится в избытке, а карбонат натрия — в недостатке. Расчет объема выделившегося газа будем вести по карбонату натрия.

4. По уравнению реакции, из 1 моль $Na_2CO_3$ образуется 1 моль $CO_2$. Значит, количество вещества выделившегося газа равно количеству вещества прореагировавшего карбоната натрия:

$n_{(CO_2)} = n_{(Na_2CO_3)} = 0.5 \text{ моль}$

5. Вычислим объем углекислого газа при нормальных условиях (н. у.), используя молярный объем газа $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$:

$V_{(CO_2)} = n_{(CO_2)} \cdot V_m = 0.5 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 11.2 \text{ л}$

Ответ: объем выделившегося газа равен $11.2$ л.