Номер 8-64, страница 102 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

8-64. Порцию хлорида натрия массой 23,4 г обработали избытком концентрированной серной кислоты. Весь образовавшийся хлороводород растворили в 200 г воды. Вычислите концентрацию образовавшегося раствора соляной кислоты.

Дано:

Масса хлорида натрия $m(\text{NaCl}) = 23,4 \text{ г}$

Масса воды $m(\text{H}_2\text{O}) = 200 \text{ г}$

Серная кислота $ \text{H}_2\text{SO}_4 $ взята в избытке.

Найти:

Массовую долю соляной кислоты в растворе $\omega(\text{HCl}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции между хлоридом натрия и концентрированной серной кислотой. При взаимодействии твердых солей с концентрированной серной кислотой образуется газообразный хлороводород и кислая соль (гидросульфат натрия), так как кислота взята в избытке.

$ \text{NaCl} + \text{H}_2\text{SO}_4(\text{конц.}) \rightarrow \text{NaHSO}_4 + \text{HCl}\uparrow $

2. Рассчитаем количество вещества хлорида натрия ($ \text{NaCl} $), вступившего в реакцию. Для этого сначала определим его молярную массу.

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

Теперь найдем количество вещества:

$ n(\text{NaCl}) = \frac{m(\text{NaCl})}{M(\text{NaCl})} = \frac{23,4 \text{ г}}{58,5 \text{ г/моль}} = 0,4 \text{ моль} $

3. Согласно уравнению реакции, из 1 моль $ \text{NaCl} $ образуется 1 моль $ \text{HCl} $. Следовательно, количество вещества образовавшегося хлороводорода равно количеству вещества прореагировавшего хлорида натрия.

$ n(\text{HCl}) = n(\text{NaCl}) = 0,4 \text{ моль} $

4. Вычислим массу хлороводорода ($ \text{HCl} $), который выделился в ходе реакции. Сначала найдем его молярную массу.

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

Теперь рассчитаем массу $ \text{HCl} $:

$ m(\text{HCl}) = n(\text{HCl}) \cdot M(\text{HCl}) = 0,4 \text{ моль} \cdot 36,5 \text{ г/моль} = 14,6 \text{ г} $

5. Весь полученный хлороводород растворили в воде, получив раствор соляной кислоты. Масса конечного раствора складывается из массы растворенного вещества ($ \text{HCl} $) и массы растворителя ($ \text{H}_2\text{O} $).

$ m(\text{раствора}) = m(\text{HCl}) + m(\text{H}_2\text{O}) = 14,6 \text{ г} + 200 \text{ г} = 214,6 \text{ г} $

6. Рассчитаем массовую долю (концентрацию) соляной кислоты в полученном растворе по формуле:

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

Подставим найденные значения:

$ \omega(\text{HCl}) = \frac{14,6 \text{ г}}{214,6 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 6,803\% $

Округлим результат до десятых долей процента.

Ответ: концентрация образовавшегося раствора соляной кислоты составляет 6,8%.