Номер 8-61, страница 101 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

8-61. При взаимодействии порции соляной кислоты, в которой содержится 73 г хлороводорода, с раствором, содержащим гидроксид натрия в стехиометрическом соотношении, образовалось 11,7 г соли. Вычислите массовую долю хлороводорода в исходной соляной кислоте.

Дано:

$m(\text{соли NaCl}) = 11,7 \text{ г}$

$m(\text{раствора HCl}) = 73 \text{ г}$

Примечание: В условии задачи указано, что в порции соляной кислоты "содержится 73 г хлороводорода". Однако, расчет показывает, что для образования 11,7 г соли NaCl необходимо всего 7,3 г HCl. Если бы в реакцию вступило 73 г HCl, то образовалось бы 117 г NaCl ($73 \text{ г} / 36,5 \text{ г/моль} = 2 \text{ моль}$; $2 \text{ моль} \cdot 58,5 \text{ г/моль} = 117 \text{ г}$). Таким образом, наиболее вероятной является опечатка в условии, и 73 г – это масса всего раствора соляной кислоты, а не чистого хлороводорода.

Найти:

$\omega(HCl) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции взаимодействия соляной кислоты (HCl) с гидроксидом натрия (NaOH). В результате реакции нейтрализации образуются соль хлорид натрия (NaCl) и вода ($H_2O$).

$HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$

2. Вычислим молярные массы хлорида натрия (NaCl) и хлороводорода (HCl), используя относительные атомные массы элементов: $Ar(H) \approx 1$, $Ar(Cl) \approx 35,5$, $Ar(Na) \approx 23$.

$M(NaCl) = 23 + 35,5 = 58,5 \text{ г/моль}$

$M(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (число молей) образовавшейся соли (NaCl) по известной массе:

$n(NaCl) = \frac{m(NaCl)}{M(NaCl)} = \frac{11,7 \text{ г}}{58,5 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, реагенты и продукты находятся в стехиометрическом соотношении 1:1:1:1. Это означает, что для образования 0,2 моль NaCl потребовалось 0,2 моль HCl.

$n(HCl) = n(NaCl) = 0,2 \text{ моль}$

5. Рассчитаем массу хлороводорода, которая содержалась в исходном растворе и прореагировала:

$m(HCl) = n(HCl) \cdot M(HCl) = 0,2 \text{ моль} \cdot 36,5 \text{ г/моль} = 7,3 \text{ г}$

6. Теперь можно вычислить массовую долю хлороводорода ($\omega$) в исходном растворе соляной кислоты, масса которого, как мы определили из анализа условия, составляет 73 г.

$\omega(HCl) = \frac{m(HCl)}{m(\text{раствора HCl})} \cdot 100\%$

$\omega(HCl) = \frac{7,3 \text{ г}}{73 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,1 \cdot 100\% = 10\%$

Ответ: массовая доля хлороводорода в исходной соляной кислоте равна 10%.