Номер 20, страница 41 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

5. Теория электролитической диссоциации. Реакции ионного обмена. Упражнения и задачи для самостоятельного решения - номер 20, страница 41.

Условие.

20. Для проведения реакции использовали раствор, содержащий 0,4 моль $AgNO_3$, и раствор, содержащий 0,4 моль $BaCl_2$. Останутся ли в конечном растворе $Ag^+$ и (или) $Cl^-$? Ответ подтвердите расчётами.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$n(AgNO_3) = 0,4 \text{ моль}$

$n(BaCl_2) = 0,4 \text{ моль}$

Найти:

Останутся ли в конечном растворе ионы серебра ($Ag^+$) и/или ионы хлора ($Cl^-$)?

Решение:

При смешивании растворов нитрата серебра и хлорида бария происходит реакция ионного обмена с образованием нерастворимого осадка хлорида серебра.

Запишем уравнение реакции:

$2AgNO_3 + BaCl_2 \rightarrow 2AgCl \downarrow + Ba(NO_3)_2$

Из уравнения видно, что вещества реагируют в мольном соотношении:

$n(AgNO_3) : n(BaCl_2) = 2 : 1$

Это означает, что для полной реакции с 1 моль хлорида бария требуется 2 моль нитрата серебра.

Определим, какое из веществ находится в избытке. Рассчитаем, какое количество хлорида бария необходимо для реакции с 0,4 моль нитрата серебра:

$n_{теор}(BaCl_2) = \frac{1}{2} \cdot n(AgNO_3) = \frac{1}{2} \cdot 0,4 \text{ моль} = 0,2 \text{ моль}$

По условию задачи, в реакцию ввели 0,4 моль хлорида бария, что больше, чем требуется для реакции (0,2 моль). Следовательно, хлорид бария находится в избытке, а нитрат серебра является лимитирующим реагентом и прореагирует полностью.

Поскольку весь нитрат серебра прореагировал, все ионы серебра $Ag^+$ перешли в состав нерастворимого осадка $AgCl$. Таким образом, в конечном растворе ионов серебра $Ag^+$ не останется.

Теперь рассчитаем, какое количество хлорида бария останется в растворе после реакции:

$n_{ост}(BaCl_2) = n_{исх}(BaCl_2) - n_{прореаг}(BaCl_2) = 0,4 \text{ моль} - 0,2 \text{ моль} = 0,2 \text{ моль}$

Оставшийся в растворе хлорид бария диссоциирует на ионы:

$BaCl_2 \rightarrow Ba^{2+} + 2Cl^-$

Из 0,2 моль $BaCl_2$ образуется следующее количество хлорид-ионов:

$n(Cl^-) = 2 \cdot n_{ост}(BaCl_2) = 2 \cdot 0,2 \text{ моль} = 0,4 \text{ моль}$

Следовательно, в конечном растворе останутся ионы хлора.

Ответ: В конечном растворе ионов серебра ($Ag^+$) не останется, так как нитрат серебра полностью прореагирует. В растворе останутся ионы хлора ($Cl^-$) в количестве 0,4 моль, так как хлорид бария был взят в избытке.