Номер 6, страница 105 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

6. Найдите объём водорода (н. у.), который образуется при взаимодействии 800 г 60%-ного раствора едкого натра с кремнием. Какой объём щёлочи ($ \rho = 1,25 \text{ г/мл} $) потребуется для реакции?

Дано:

Решение:

Дано:

$m_{\text{р-ра}}(NaOH) = 800 \text{ г}$

$\omega(NaOH) = 60\% = 0.6$

$\rho_{\text{р-ра}}(NaOH) = 1,25 \text{ г/мл}$

Перевод в СИ:
$m_{\text{р-ра}}(NaOH) = 0,8 \text{ кг}$
$\rho_{\text{р-ра}}(NaOH) = 1,25 \text{ г/см}^3 = 1250 \text{ кг/м}^3$

Найти:

$V(H_2) = ?$

$V_{\text{р-ра}}(NaOH) = ?$

Решение:

Найдите объём водорода (н. у.), который образуется при взаимодействии 800 г 60%-ного раствора едкого натра с кремнием.

1. Составим уравнение химической реакции взаимодействия кремния с водным раствором гидроксида натрия (едкого натра). В данной реакции кремний выступает как восстановитель.
$Si + 2NaOH + H_2O \rightarrow Na_2SiO_3 + 2H_2\uparrow$

2. Вычислим массу чистого вещества NaOH в 800 г 60%-ного раствора.
$m(NaOH) = m_{\text{р-ра}}(NaOH) \cdot \omega(NaOH) = 800 \text{ г} \cdot 0,60 = 480 \text{ г}$

3. Найдем количество вещества (в молях) гидроксида натрия. Для этого нам понадобится его молярная масса.
$M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$
$n(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)} = \frac{480 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 12 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, из 2 моль NaOH образуется 2 моль $H_2$. Следовательно, их молярное соотношение составляет $n(NaOH) : n(H_2) = 2:2 = 1:1$.
$n(H_2) = n(NaOH) = 12 \text{ моль}$

5. Рассчитаем объем водорода, который выделится при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем любого газа при н. у. составляет $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$.
$V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m = 12 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 268,8 \text{ л}$
Ответ: объем образовавшегося водорода равен 268,8 л.

Какой объём щёлочи (ρ = 1,25 г/мл) потребуется для реакции?

Объем раствора щёлочи можно найти, зная его массу и плотность, по формуле: $V = \frac{m}{\rho}$.
Масса раствора и его плотность даны в условии задачи.
$V_{\text{р-ра}}(NaOH) = \frac{m_{\text{р-ра}}(NaOH)}{\rho_{\text{р-ра}}(NaOH)} = \frac{800 \text{ г}}{1,25 \text{ г/мл}} = 640 \text{ мл}$
Ответ: для реакции потребуется 640 мл щёлочи.