Номер 30, страница 9 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 1. Задачи на вычисление количества, массы или объёма продукта реакции, если одно из исходных веществ взято в избытке - номер 30, страница 9.

Условие.

30. Через 350 г 10%-ного раствора гидроксида натрия пропустили 11,2 л сероводорода (н. у.). Рассчитайте массу воды в полученном растворе.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Масса раствора гидроксида натрия, $m(р-ра~NaOH) = 350~г$

Массовая доля гидроксида натрия, $ω(NaOH) = 10\% = 0,1$

Объем сероводорода, $V(H_2S) = 11,2~л$ (н. у.)

Найти:

Массу воды в полученном растворе, $m_{конечн}(H_2O) - ?$

Решение:

1. Найдем массу и количество вещества гидроксида натрия в исходном растворе.

Масса чистого гидроксида натрия:

$m(NaOH) = m(р-ра~NaOH) \cdot ω(NaOH) = 350~г \cdot 0,1 = 35~г$

Молярная масса гидроксида натрия:

$M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40~г/моль$

Количество вещества гидроксида натрия:

$n(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)} = \frac{35~г}{40~г/моль} = 0,875~моль$

2. Найдем массу воды в исходном растворе.

$m_{исх}(H_2O) = m(р-ра~NaOH) - m(NaOH) = 350~г - 35~г = 315~г$

3. Найдем количество вещества сероводорода. Так как объем дан при нормальных условиях (н. у.), используем молярный объем газа $V_m = 22,4~л/моль$.

$n(H_2S) = \frac{V(H_2S)}{V_m} = \frac{11,2~л}{22,4~л/моль} = 0,5~моль$

4. Определим, какие продукты образуются в результате реакции. Сероводород - двухосновная кислота, поэтому реакция с щелочью может идти с образованием кислой или средней соли:

$H_2S + NaOH \rightarrow NaHS + H_2O$ (соотношение реагентов 1:1)

$H_2S + 2NaOH \rightarrow Na_2S + 2H_2O$ (соотношение реагентов 1:2)

Сравним соотношение количеств реагентов в задаче:

$\frac{n(NaOH)}{n(H_2S)} = \frac{0,875~моль}{0,5~моль} = 1,75$

Поскольку соотношение $1 < 1,75 < 2$, гидроксид натрия находится в избытке для образования только кислой соли, но в недостатке для полного превращения в среднюю соль. Это означает, что в реакцию вступят все исходные вещества, и в растворе образуется смесь двух солей: гидросульфида натрия $NaHS$ и сульфида натрия $Na_2S$.

5. Рассчитаем количество вещества воды, образовавшейся в реакции. В обеих реакциях количество моль образующейся воды равно количеству моль прореагировавшей щелочи. Так как весь гидроксид натрия вступает в реакцию, то:

$n_{обр}(H_2O) = n(NaOH) = 0,875~моль$

6. Найдем массу воды, образовавшейся в ходе реакции.

Молярная масса воды:

$M(H_2O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18~г/моль$

Масса образовавшейся воды:

$m_{обр}(H_2O) = n_{обр}(H_2O) \cdot M(H_2O) = 0,875~моль \cdot 18~г/моль = 15,75~г$

7. Найдем общую массу воды в конечном растворе. Она равна сумме массы воды в исходном растворе и массы воды, образовавшейся в реакции.

$m_{конечн}(H_2O) = m_{исх}(H_2O) + m_{обр}(H_2O) = 315~г + 15,75~г = 330,75~г$

Ответ: масса воды в полученном растворе составляет 330,75 г.