Номер 8-43, страница 100 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

8-43. Вычислите массу хлорида сурьмы(III), который образуется при сгорании 61 г сурьмы. Рассчитайте массу и объем хлора, необходимого для реакции.

Дано:

$m(\text{Sb}) = 61 \text{ г}$

Перевод в СИ:

$m(\text{Sb}) = 0.061 \text{ кг}$

Найти:

$m(\text{SbCl}_3)$ — ?

$m(\text{Cl}_2)$ — ?

$V(\text{Cl}_2)$ (н.у.) — ?

Решение:

Сначала запишем уравнение химической реакции горения сурьмы в хлоре. Сурьма ($\text{Sb}$) реагирует с хлором ($\text{Cl}_2$) с образованием хлорида сурьмы(III) ($\text{SbCl}_3$). Сбалансируем уравнение:

$2\text{Sb} + 3\text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{SbCl}_3$

Рассчитаем молярные массы веществ, используя округленные значения атомных масс из периодической таблицы: $Ar(\text{Sb}) \approx 122 \text{ а.е.м.}$, $Ar(\text{Cl}) \approx 35.5 \text{ а.е.м.}$

Молярная масса сурьмы: $M(\text{Sb}) = 122 \text{ г/моль}$.

Молярная масса хлора: $M(\text{Cl}_2) = 2 \times 35.5 = 71 \text{ г/моль}$.

Молярная масса хлорида сурьмы(III): $M(\text{SbCl}_3) = 122 + 3 \times 35.5 = 122 + 106.5 = 228.5 \text{ г/моль}$.

Найдем количество вещества (число молей) исходной сурьмы массой 61 г:

$n(\text{Sb}) = \frac{m(\text{Sb})}{M(\text{Sb})} = \frac{61 \text{ г}}{122 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль}$

Теперь, используя стехиометрические коэффициенты из уравнения реакции, мы можем найти количества вещества продуктов и других реагентов.

Вычислите массу хлорида сурьмы(III), который образуется при сгорании 61 г сурьмы.

Согласно уравнению реакции, из 2 моль сурьмы образуется 2 моль хлорида сурьмы(III). Следовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$\frac{n(\text{SbCl}_3)}{n(\text{Sb})} = \frac{2}{2} = 1 \implies n(\text{SbCl}_3) = n(\text{Sb}) = 0.5 \text{ моль}$

Зная количество вещества хлорида сурьмы(III), найдем его массу:

$m(\text{SbCl}_3) = n(\text{SbCl}_3) \times M(\text{SbCl}_3) = 0.5 \text{ моль} \times 228.5 \text{ г/моль} = 114.25 \text{ г}$

Ответ: масса хлорида сурьмы(III) составляет 114,25 г.

Рассчитайте массу и объем хлора, необходимого для реакции.

Согласно уравнению реакции, на 2 моль сурьмы требуется 3 моль хлора.

$\frac{n(\text{Cl}_2)}{n(\text{Sb})} = \frac{3}{2} \implies n(\text{Cl}_2) = \frac{3}{2} \times n(\text{Sb}) = 1.5 \times 0.5 \text{ моль} = 0.75 \text{ моль}$

Найдем массу хлора, необходимую для реакции:

$m(\text{Cl}_2) = n(\text{Cl}_2) \times M(\text{Cl}_2) = 0.75 \text{ моль} \times 71 \text{ г/моль} = 53.25 \text{ г}$

Объем хлора рассчитаем для нормальных условий (н.у.), при которых молярный объем любого газа $V_m$ составляет 22,4 л/моль.

$V(\text{Cl}_2) = n(\text{Cl}_2) \times V_m = 0.75 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 16.8 \text{ л}$

Ответ: для реакции необходимо 53,25 г хлора, объем которого при нормальных условиях составляет 16,8 л.