Номер 8-70, страница 102 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

8-70. Для нейтрализации 182,5 г 10%-ного раствора соляной кислоты использовали 60 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. Оставшуюся соляную кислоту нейтрализовали гидроксидом калия. После выпаривания воды получили смесь хлоридов. Вычислите массовую долю каждой соли в этой смеси.

Дано:

$m_{\text{р-ра}}(HCl) = 182,5 \text{ г}$

$\omega(HCl) = 10\% = 0.1$

$m_{\text{р-ра}}(NaOH) = 60 \text{ г}$

$\omega(NaOH) = 20\% = 0.2$

Найти:

$\omega(NaCl)$ - ?

$\omega(KCl)$ - ?

Решение:

1. Определим массу и количество вещества соляной кислоты в исходном растворе.

Масса чистого $HCl$:

$m(HCl) = m_{\text{р-ра}}(HCl) \cdot \omega(HCl) = 182,5 \text{ г} \cdot 0,1 = 18,25 \text{ г}$

Молярная масса $HCl$ составляет $M(HCl) \approx 36,5 \text{ г/моль}$.

Количество вещества $HCl$:

$n(HCl)_{\text{исх}} = \frac{m(HCl)}{M(HCl)} = \frac{18,25 \text{ г}}{36,5 \text{ г/моль}} = 0,5 \text{ моль}$

2. Определим массу и количество вещества гидроксида натрия в растворе.

Масса чистого $NaOH$:

$m(NaOH) = m_{\text{р-ра}}(NaOH) \cdot \omega(NaOH) = 60 \text{ г} \cdot 0,2 = 12 \text{ г}$

Молярная масса $NaOH$ составляет $M(NaOH) = 40 \text{ г/моль}$.

Количество вещества $NaOH$:

$n(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)} = \frac{12 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0,3 \text{ моль}$

3. Запишем уравнение реакции между соляной кислотой и гидроксидом натрия:

$HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$

Из уравнения видно, что вещества реагируют в мольном соотношении 1:1. Сравним количество вещества реагентов: $n(HCl)_{\text{исх}} = 0,5 \text{ моль}$ и $n(NaOH) = 0,3 \text{ моль}$. Так как $n(HCl) > n(NaOH)$, соляная кислота находится в избытке, а гидроксид натрия прореагирует полностью. Дальнейшие расчеты по первой реакции ведем по $NaOH$.

4. Рассчитаем массу хлорида натрия ($NaCl$), образовавшегося в первой реакции.

Количество вещества $NaCl$ равно количеству вещества прореагировавшего $NaOH$:

$n(NaCl) = n(NaOH) = 0,3 \text{ моль}$

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

Масса $NaCl$:

$m(NaCl) = n(NaCl) \cdot M(NaCl) = 0,3 \text{ моль} \cdot 58,5 \text{ г/моль} = 17,55 \text{ г}$

5. Найдем количество вещества соляной кислоты, оставшейся после первой реакции.

$n(HCl)_{\text{прореаг}} = n(NaOH) = 0,3 \text{ моль}$

$n(HCl)_{\text{ост}} = n(HCl)_{\text{исх}} - n(HCl)_{\text{прореаг}} = 0,5 \text{ моль} - 0,3 \text{ моль} = 0,2 \text{ моль}$

6. Эта оставшаяся кислота реагирует с гидроксидом калия ($KOH$).

$HCl + KOH \rightarrow KCl + H_2O$

7. Рассчитаем массу хлорида калия ($KCl$), образовавшегося во второй реакции.

По уравнению реакции, $n(KCl) = n(HCl)_{\text{ост}} = 0,2 \text{ моль}$.

Молярная масса $KCl$ составляет $M(KCl) = 39 + 35,5 = 74,5 \text{ г/моль}$.

Масса $KCl$:

$m(KCl) = n(KCl) \cdot M(KCl) = 0,2 \text{ моль} \cdot 74,5 \text{ г/моль} = 14,9 \text{ г}$

8. После выпаривания воды образуется смесь солей, состоящая из $NaCl$ и $KCl$. Найдем общую массу смеси.

$m_{\text{смеси}} = m(NaCl) + m(KCl) = 17,55 \text{ г} + 14,9 \text{ г} = 32,45 \text{ г}$

9. Вычислим массовые доли каждой соли в конечной смеси.

Массовая доля хлорида натрия:

$\omega(NaCl) = \frac{m(NaCl)}{m_{\text{смеси}}} \cdot 100\% = \frac{17,55 \text{ г}}{32,45 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 54,08\%$

Массовая доля хлорида калия:

$\omega(KCl) = \frac{m(KCl)}{m_{\text{смеси}}} \cdot 100\% = \frac{14,9 \text{ г}}{32,45 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 45,92\%$

Ответ: массовая доля хлорида натрия в смеси составляет 54,08%, а массовая доля хлорида калия - 45,92%.