Номер 7, страница 40 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

7. Сколько граммов 10%-й соляной кислоты можно получить из 5,6 л хлора и 11,2 л водорода (н. у.)?

Дано:

$V(Cl_2) = 5,6 \ л$

$V(H_2) = 11,2 \ л$

$\omega(HCl) = 10\% = 0,1$

Условия: н.у. (нормальные условия)

Найти:

$m(раствора \ HCl) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции синтеза хлороводорода из водорода и хлора:

$H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl$

Соотношение реагентов и продукта по уравнению реакции составляет 1:1:2.

2. Найдем количество вещества (в молях) для каждого из исходных газов. Поскольку газы находятся при нормальных условиях (н.у.), используем молярный объем $V_m = 22,4 \ л/моль$.

Количество вещества хлора:

$n(Cl_2) = \frac{V(Cl_2)}{V_m} = \frac{5,6 \ л}{22,4 \ л/моль} = 0,25 \ моль$

Количество вещества водорода:

$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{11,2 \ л}{22,4 \ л/моль} = 0,5 \ моль$

3. Определим, какой из реагентов находится в недостатке (является лимитирующим). Согласно уравнению реакции, водород и хлор реагируют в мольном соотношении 1:1.

У нас есть 0,25 моль $Cl_2$ и 0,5 моль $H_2$.

Сравниваем количества веществ: $n(Cl_2) < n(H_2)$. Следовательно, хлор находится в недостатке и прореагирует полностью, а водород — в избытке. Дальнейшие расчеты ведем по реагенту в недостатке, то есть по хлору.

4. Рассчитаем количество вещества хлороводорода ($HCl$), которое образуется в реакции. По уравнению реакции из 1 моль $Cl_2$ образуется 2 моль $HCl$.

$\frac{n(Cl_2)}{1} = \frac{n(HCl)}{2}$

$n(HCl) = 2 \cdot n(Cl_2) = 2 \cdot 0,25 \ моль = 0,5 \ моль$

5. Вычислим массу образовавшегося хлороводорода. Для этого нам понадобится молярная масса $HCl$.

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

Масса хлороводорода:

$m(HCl) = n(HCl) \cdot M(HCl) = 0,5 \ моль \cdot 36,5 \ г/моль = 18,25 \ г$

6. Теперь, зная массу чистого $HCl$ (растворенного вещества) и его массовую долю в растворе (10%), найдем массу всего раствора соляной кислоты.

Массовая доля вещества в растворе определяется формулой:

$\omega(вещества) = \frac{m(вещества)}{m(раствора)}$

Отсюда масса раствора:

$m(раствора \ HCl) = \frac{m(HCl)}{\omega(HCl)} = \frac{18,25 \ г}{0,1} = 182,5 \ г$

Ответ: можно получить 182,5 г 10%-й соляной кислоты.