Номер 6, страница 126 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

6. Сколько килограммов 36,5%-й соляной кислоты можно получить из 44,8 $m^3$ хлора (н. у.)?

Дано:

Объем хлора $V(Cl_2) = 44,8 \text{ м³}$

Массовая доля соляной кислоты $\omega(HCl) = 36,5\%$

Условия нормальные (н. у.)

Перевод в СИ:

Объем $V(Cl_2) = 44,8 \text{ м³}$ (соответствует СИ).

Массовая доля $\omega(HCl) = 36,5\% = 0,365$.

Найти:

Массу раствора соляной кислоты $m(\text{р-ра HCl})$ - ?

Решение:

1. Соляная кислота представляет собой водный раствор хлороводорода ($HCl$). Для получения хлороводорода из хлора ($Cl_2$) необходимо провести реакцию с водородом ($H_2$). Запишем уравнение реакции:

$H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl$

2. Рассчитаем количество вещества (число молей) хлора, содержащегося в объеме 44,8 м³. При нормальных условиях (н. у.) молярный объем любого газа $V_m$ равен $22,4 \text{ л/моль}$, что в системе СИ составляет $22,4 \cdot 10^{-3} \text{ м³/моль}$.

$n(Cl_2) = \frac{V(Cl_2)}{V_m} = \frac{44,8 \text{ м³}}{22,4 \cdot 10^{-3} \text{ м³/моль}} = 2000 \text{ моль}$

3. Согласно уравнению реакции, из 1 моль хлора образуется 2 моль хлороводорода. Найдем количество вещества полученного $HCl$:

$n(HCl) = 2 \cdot n(Cl_2) = 2 \cdot 2000 \text{ моль} = 4000 \text{ моль}$

4. Вычислим массу чистого хлороводорода. Для этого сначала найдем его молярную массу, используя относительные атомные массы элементов: $Ar(H) = 1$, $Ar(Cl) = 35,5$.

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

Теперь найдем массу $HCl$:

$m(HCl) = n(HCl) \cdot M(HCl) = 4000 \text{ моль} \cdot 36,5 \text{ г/моль} = 146000 \text{ г}$

Переведем массу в килограммы: $146000 \text{ г} = 146 \text{ кг}$.

5. Зная массу чистого вещества ($HCl$) и его массовую долю в растворе, можно найти массу всего раствора соляной кислоты. Массовая доля связана с массами по формуле:

$\omega(HCl) = \frac{m(HCl)}{m(\text{р-ра HCl})}$

Отсюда выразим массу раствора:

$m(\text{р-ра HCl}) = \frac{m(HCl)}{\omega(HCl)} = \frac{146 \text{ кг}}{0,365} = 400 \text{ кг}$

Ответ: из 44,8 м³ хлора можно получить 400 кг 36,5%-й соляной кислоты.