Номер 23, страница 104 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 10. Металлы - номер 23, страница 104.

Условие.

23. Рассчитайте массу соли, образующейся при сжигании 11,2 г лития в 20 л хлора (н. у.).

Решение.

Решение 2.

Дано:

Масса лития $m(\text{Li}) = 11,2 \text{ г}$
Объем хлора $V(\text{Cl}_2) = 20 \text{ л}$
Реакция протекает при нормальных условиях (н. у.).

Найти:

Массу образовавшейся соли $m(\text{соли}) - ?$

Решение:

1. Сначала запишем уравнение химической реакции горения лития в хлоре. Литий — щелочной металл, хлор — галоген. При их взаимодействии образуется соль, хлорид лития (LiCl).

Уравнение реакции:

$2\text{Li} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{LiCl}$

Из уравнения видно, что 2 моль лития реагирует с 1 моль хлора, образуя 2 моль хлорида лития.

2. В задаче даны количества обоих реагентов, поэтому необходимо определить, который из них находится в недостатке (является лимитирующим). Расчет массы продукта реакции всегда ведется по веществу, которое полностью израсходуется.

Для этого найдем количество вещества (в молях) для лития и хлора.

Молярная масса лития (Li) составляет $M(\text{Li}) \approx 7 \text{ г/моль}$.

Количество вещества лития:

$n(\text{Li}) = \frac{m(\text{Li})}{M(\text{Li})} = \frac{11,2 \text{ г}}{7 \text{ г/моль}} = 1,6 \text{ моль}$

Количество вещества хлора, который является газом, находим через его объем. При нормальных условиях (н. у.) молярный объем любого газа $V_m$ равен 22,4 л/моль.

Количество вещества хлора:

$n(\text{Cl}_2) = \frac{V(\text{Cl}_2)}{V_m} = \frac{20 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 0,893 \text{ моль}$

3. Теперь сравним полученные количества веществ с учетом стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции (2 для Li и 1 для Cl₂).

Разделим количество моль каждого реагента на его коэффициент в уравнении:

Для лития: $\frac{n(\text{Li})}{2} = \frac{1,6}{2} = 0,8$

Для хлора: $\frac{n(\text{Cl}_2)}{1} = \frac{0,893}{1} \approx 0,893$

Поскольку значение для лития ($0,8$) меньше, чем для хлора ($\approx 0,893$), литий находится в недостатке и прореагирует полностью. Хлор взят в избытке. Дальнейшие расчеты ведем по литию.

4. По уравнению реакции, количество вещества образовавшегося хлорида лития относится к количеству вещества лития как $2:2$, то есть $1:1$.

$n(\text{LiCl}) = n(\text{Li}) = 1,6 \text{ моль}$

5. Наконец, рассчитаем массу образовавшейся соли (хлорида лития), зная ее количество вещества.

Сначала найдем молярную массу LiCl. Молярная масса хлора (Cl) составляет $M(\text{Cl}) \approx 35,5 \text{ г/моль}$.

$M(\text{LiCl}) = M(\text{Li}) + M(\text{Cl}) = 7 \text{ г/моль} + 35,5 \text{ г/моль} = 42,5 \text{ г/моль}$

Теперь находим массу хлорида лития:

$m(\text{LiCl}) = n(\text{LiCl}) \cdot M(\text{LiCl}) = 1,6 \text{ моль} \cdot 42,5 \text{ г/моль} = 68 \text{ г}$

Ответ: масса соли (хлорида лития), образующейся при сжигании 11,2 г лития в 20 л хлора, составляет 68 г.