Номер 12, страница 14 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 2. Задачи на примеси и практический выход реакции - номер 12, страница 14.

Условие.

12. Какой объём газа (н. у.) можно получить в результате реакции между раствором хлорида аммония массой 53,5 г с массовой долей соли 20 % и избытком раствора гидроксида калия, если практический выход реакции составил 98 %?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m_{р-ра}(NH_4Cl) = 53,5$ г
$\omega(NH_4Cl) = 20\% = 0,2$
$\eta = 98\% = 0,98$
$V_m = 22,4$ л/моль (при н.у.)

Найти:

$V(газа)$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции между хлоридом аммония и гидроксидом калия. Гидроксид калия взят в избытке. В результате реакции образуется хлорид калия, вода и выделяется газ — аммиак ($NH_3$):

$NH_4Cl + KOH \rightarrow KCl + H_2O + NH_3 \uparrow$

2. Рассчитаем массу чистого хлорида аммония ($NH_4Cl$) в исходном растворе:

$m(NH_4Cl) = m_{р-ра}(NH_4Cl) \cdot \omega(NH_4Cl)$

$m(NH_4Cl) = 53,5 \text{ г} \cdot 0,2 = 10,7$ г

3. Вычислим молярную массу хлорида аммония ($NH_4Cl$):

$M(NH_4Cl) = M(N) + 4 \cdot M(H) + M(Cl) = 14 + 4 \cdot 1 + 35,5 = 53,5$ г/моль

4. Найдем количество вещества хлорида аммония:

$n(NH_4Cl) = \frac{m(NH_4Cl)}{M(NH_4Cl)} = \frac{10,7 \text{ г}}{53,5 \text{ г/моль}} = 0,2$ моль

5. Согласно уравнению реакции, из 1 моль $NH_4Cl$ образуется 1 моль $NH_3$. Следовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1. Теоретическое количество вещества аммиака, которое может быть получено, равно количеству вещества хлорида аммония:

$n_{теор}(NH_3) = n(NH_4Cl) = 0,2$ моль

6. Рассчитаем теоретический объем аммиака при нормальных условиях (н. у.), когда молярный объем газа $V_m$ составляет 22,4 л/моль:

$V_{теор}(NH_3) = n_{теор}(NH_3) \cdot V_m = 0,2 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 4,48$ л

7. Определим практический объем аммиака, учитывая, что выход реакции составляет 98%:

$V_{практ}(NH_3) = V_{теор}(NH_3) \cdot \eta$

$V_{практ}(NH_3) = 4,48 \text{ л} \cdot 0,98 = 4,3904$ л

Округляя до сотых, получаем 4,39 л.

Ответ: объем полученного газа (аммиака) составляет 4,39 л.