Номер 1, страница 165 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

1. Вычислите объём хлора (н. у.) и массу натрия, которые можно получить при электролизе 585 г хлорида натрия, содержащего 2% примесей.

$m_{смеси}(NaCl) = 585 \text{ г}$
$\omega_{примесей} = 2\% = 0.02$

$m_{смеси}(NaCl) = 0.585 \text{ кг}$

$V(Cl_2) - ?$
$m(Na) - ?$

1. Сначала запишем уравнение реакции электролиза расплава хлорида натрия. При электролизе расплава солей на катоде восстанавливается металл, а на аноде окисляется анион кислотного остатка.
$2NaCl \xrightarrow{электролиз} 2Na + Cl_2 \uparrow$

2. В реакцию вступает только чистый хлорид натрия. Найдем его массовую долю и массу в исходном образце.
Массовая доля чистого $NaCl$ составляет:
$\omega_{чист}(NaCl) = 100\% - \omega_{примесей} = 100\% - 2\% = 98\%$ или $0.98$.
Масса чистого хлорида натрия:
$m(NaCl) = m_{смеси} \cdot \omega_{чист}(NaCl) = 585 \text{ г} \cdot 0.98 = 573.3 \text{ г}$.

3. Вычислим молярную массу хлорида натрия ($NaCl$), используя относительные атомные массы из периодической таблицы: $Ar(Na) = 23$, $Ar(Cl) = 35.5$.
$M(NaCl) = Ar(Na) + Ar(Cl) = 23 \text{ г/моль} + 35.5 \text{ г/моль} = 58.5 \text{ г/моль}$.

4. Найдем количество вещества (число молей) чистого хлорида натрия, вступившего в реакцию, по формуле $n = m/M$.
$n(NaCl) = \frac{m(NaCl)}{M(NaCl)} = \frac{573.3 \text{ г}}{58.5 \text{ г/моль}} = 9.8 \text{ моль}$.

5. По уравнению реакции определим количество вещества продуктов: натрия ($Na$) и хлора ($Cl_2$).
Из стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции видно, что соотношение количеств веществ следующее:
$n(NaCl) : n(Na) : n(Cl_2) = 2 : 2 : 1$.
Следовательно, количество вещества образовавшегося натрия равно количеству вещества хлорида натрия:
$n(Na) = n(NaCl) = 9.8 \text{ моль}$.
Количество вещества выделившегося хлора в два раза меньше количества вещества хлорида натрия:
$n(Cl_2) = \frac{1}{2} n(NaCl) = \frac{1}{2} \cdot 9.8 \text{ моль} = 4.9 \text{ моль}$.

6. Рассчитаем массу полученного натрия ($Na$). Молярная масса натрия $M(Na) = 23 \text{ г/моль}$.
$m(Na) = n(Na) \cdot M(Na) = 9.8 \text{ моль} \cdot 23 \text{ г/моль} = 225.4 \text{ г}$.

7. Рассчитаем объём полученного хлора ($Cl_2$) при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем любого газа при н. у. ($0^\circ C$ и $101.3$ кПа) составляет $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$.
$V(Cl_2) = n(Cl_2) \cdot V_m = 4.9 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 109.76 \text{ л}$.

объём хлора $V(Cl_2) = 109.76 \text{ л}$; масса натрия $m(Na) = 225.4 \text{ г}$.