Номер 5-73, страница 60 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-73. Раствор, содержавший 8 г гидроксида натрия, смешали с раствором, содержавшим 18,9 г азотной кислоты. Вычислите массу образовавшейся соли. Вычислите массу оставшегося после реакции исходного вещества, взятого в избытке.

Дано:

$m(\text{NaOH}) = 8 \text{ г}$

$m(\text{HNO}_3) = 18,9 \text{ г}$

Найти:

$m(\text{соли}) - ?$

$m(\text{избытка}) - ?$

Решение:

1. Сначала запишем уравнение химической реакции между гидроксидом натрия (основание) и азотной кислотой (кислота). Это реакция нейтрализации, в результате которой образуются соль (нитрат натрия) и вода:

$\text{NaOH} + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{NaNO}_3 + \text{H}_2\text{O}$

Уравнение сбалансировано, стехиометрические коэффициенты всех веществ равны 1.

2. Рассчитаем молярные массы исходных веществ и продукта (соли), используя периодическую таблицу химических элементов:

$M(\text{NaOH}) = M(\text{Na}) + M(\text{O}) + M(\text{H}) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$

$M(\text{HNO}_3) = M(\text{H}) + M(\text{N}) + 3 \cdot M(\text{O}) = 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 63 \text{ г/моль}$

$M(\text{NaNO}_3) = M(\text{Na}) + M(\text{N}) + 3 \cdot M(\text{O}) = 23 + 14 + 3 \cdot 16 = 85 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (число молей) для каждого из реагентов по формуле $n = m/M$:

$n(\text{NaOH}) = \frac{m(\text{NaOH})}{M(\text{NaOH})} = \frac{8 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

$n(\text{HNO}_3) = \frac{m(\text{HNO}_3)}{M(\text{HNO}_3)} = \frac{18,9 \text{ г}}{63 \text{ г/моль}} = 0,3 \text{ моль}$

4. Определим, какое вещество находится в недостатке, а какое в избытке. Согласно уравнению, $\text{NaOH}$ и $\text{HNO}_3$ реагируют в мольном соотношении 1:1. У нас есть 0,2 моль $\text{NaOH}$ и 0,3 моль $\text{HNO}_3$. Так как $0,2 < 0,3$, гидроксид натрия является лимитирующим реагентом (в недостатке), а азотная кислота — в избытке. Дальнейшие расчеты продуктов реакции ведутся по веществу в недостатке.

Вычислите массу образовавшейся соли.

Массу образовавшейся соли (нитрата натрия, $\text{NaNO}_3$) вычисляем на основе количества вещества лимитирующего реагента ($\text{NaOH}$). Из уравнения реакции следует, что количество молей образовавшейся соли равно количеству молей прореагировавшего гидроксида натрия:

$n(\text{NaNO}_3) = n(\text{NaOH}) = 0,2 \text{ моль}$

Теперь находим массу соли по формуле $m = n \cdot M$:

$m(\text{NaNO}_3) = n(\text{NaNO}_3) \cdot M(\text{NaNO}_3) = 0,2 \text{ моль} \cdot 85 \text{ г/моль} = 17,0 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшейся соли (нитрата натрия) составляет 17,0 г.

Вычислите массу оставшегося после реакции исходного вещества, взятого в избытке.

Вещество, взятое в избытке, — это азотная кислота ($\text{HNO}_3$). Найдем, какая ее часть осталась после реакции.

Количество молей $\text{HNO}_3$, вступившей в реакцию, равно количеству молей $\text{NaOH}$:

$n(\text{HNO}_3)_{\text{прореаг.}} = n(\text{NaOH}) = 0,2 \text{ моль}$

Количество молей $\text{HNO}_3$, оставшейся в избытке, равно разности между исходным количеством и прореагировавшим:

$n(\text{HNO}_3)_{\text{ост.}} = n(\text{HNO}_3)_{\text{исх.}} - n(\text{HNO}_3)_{\text{прореаг.}} = 0,3 \text{ моль} - 0,2 \text{ моль} = 0,1 \text{ моль}$

Теперь вычислим массу оставшейся азотной кислоты:

$m(\text{HNO}_3)_{\text{ост.}} = n(\text{HNO}_3)_{\text{ост.}} \cdot M(\text{HNO}_3) = 0,1 \text{ моль} \cdot 63 \text{ г/моль} = 6,3 \text{ г}$

Ответ: масса оставшейся азотной кислоты равна 6,3 г.