Номер 8-49, страница 100 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

8-49. При пропускании хлора через раствор бромида натрия образовалось 4 г брома. Вычислите массу бромида натрия в исходном растворе, а также массу и объем (н.у.) хлора, вступившего в реакцию.

Дано:

$m(Br_2) = 4 \text{ г}$
Условия: н.у. (нормальные условия)

Найти:

$m(NaBr) - ?$
$m(Cl_2) - ?$
$V(Cl_2) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции. Хлор является более активным галогеном, чем бром, поэтому он вытесняет бром из раствора его соли (бромида натрия): $$Cl_2 + 2NaBr \rightarrow 2NaCl + Br_2$$

2. Найдем количество вещества (моль) брома ($Br_2$), который образовался в ходе реакции. Для этого сначала вычислим его молярную массу.
Молярная масса брома $M(Br_2)$ равна: $$M(Br_2) = 2 \cdot A_r(Br) \approx 2 \cdot 80 \text{ г/моль} = 160 \text{ г/моль}$$ Теперь вычислим количество вещества брома: $$\nu(Br_2) = \frac{m(Br_2)}{M(Br_2)} = \frac{4 \text{ г}}{160 \text{ г/моль}} = 0,025 \text{ моль}$$

3. Используя уравнение реакции, найдем количество вещества вступивших в реакцию хлора ($Cl_2$) и бромида натрия ($NaBr$). Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении, соотношение количеств веществ следующее: $$\nu(Cl_2) : \nu(NaBr) : \nu(Br_2) = 1 : 2 : 1$$ Отсюда следует, что количество вещества хлора равно количеству вещества брома: $$\nu(Cl_2) = \nu(Br_2) = 0,025 \text{ моль}$$ А количество вещества бромида натрия в два раза больше количества вещества брома: $$\nu(NaBr) = 2 \cdot \nu(Br_2) = 2 \cdot 0,025 \text{ моль} = 0,05 \text{ моль}$$

4. Рассчитаем массу бромида натрия ($NaBr$), содержавшегося в исходном растворе.
Молярная масса бромида натрия $M(NaBr)$: $$M(NaBr) = A_r(Na) + A_r(Br) \approx 23 \text{ г/моль} + 80 \text{ г/моль} = 103 \text{ г/моль}$$ Масса бромида натрия: $$m(NaBr) = \nu(NaBr) \cdot M(NaBr) = 0,05 \text{ моль} \cdot 103 \text{ г/моль} = 5,15 \text{ г}$$

5. Рассчитаем массу хлора ($Cl_2$), вступившего в реакцию.
Молярная масса хлора $M(Cl_2)$: $$M(Cl_2) = 2 \cdot A_r(Cl) \approx 2 \cdot 35,5 \text{ г/моль} = 71 \text{ г/моль}$$ Масса хлора: $$m(Cl_2) = \nu(Cl_2) \cdot M(Cl_2) = 0,025 \text{ моль} \cdot 71 \text{ г/моль} = 1,775 \text{ г}$$

6. Рассчитаем объем хлора ($Cl_2$) при нормальных условиях (н.у.). При н.у. молярный объем любого газа ($V_m$) составляет 22,4 л/моль.
Объем хлора: $$V(Cl_2) = \nu(Cl_2) \cdot V_m = 0,025 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 0,56 \text{ л}$$

Ответ: масса бромида натрия в исходном растворе равна 5,15 г, масса прореагировавшего хлора — 1,775 г, а его объем при нормальных условиях — 0,56 л.