Номер 9, страница 114 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

11. Первоначальные представления об органических веществах. Упражнения и задачи для самостоятельного решения - номер 9, страница 114.

Условие.

9. Какой объём углекислого газа можно получить при полном сгорании 6,72 л метана (н. у.)? Какая соль образуется, если весь выделившийся углекислый газ пропустить через 80 г 15 %-ного раствора гидроксида натрия? Рассчитайте массу этой соли.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Объём метана $V(CH_4) = 6,72 \ л$ (н. у.)

Масса раствора гидроксида натрия $m_{p-pa}(NaOH) = 80 \ г$

Массовая доля гидроксида натрия $\omega(NaOH) = 15\% = 0,15$

Молярный объём газа при н. у. $V_m = 22,4 \ л/моль$

Найти:

Объём углекислого газа $V(CO_2)$ — ?

Формула образовавшейся соли — ?

Масса соли $m(соли)$ — ?

Решение:

Какой объём углекислого газа можно получить при полном сгорании 6,72 л метана (н. у.)?

1. Запишем уравнение реакции полного сгорания метана:

$CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$

2. По закону Авогадро, объёмные отношения газов в реакции равны их молярным отношениям. Из уравнения реакции следует, что из 1 объёма метана образуется 1 объём углекислого газа. Следовательно, их объёмы равны.

$V(CO_2) = V(CH_4) = 6,72 \ л$

Для проверки можно рассчитать через количество вещества:

Количество вещества метана: $n(CH_4) = \frac{V(CH_4)}{V_m} = \frac{6,72 \ л}{22,4 \ л/моль} = 0,3 \ моль$.

Согласно уравнению реакции, $n(CO_2) = n(CH_4) = 0,3 \ моль$.

Объём полученного углекислого газа: $V(CO_2) = n(CO_2) \cdot V_m = 0,3 \ моль \cdot 22,4 \ л/моль = 6,72 \ л$.

Ответ: объём углекислого газа составляет 6,72 л.

Какая соль образуется, если весь выделившийся углекислый газ пропустить через 80 г 15 %-ного раствора гидроксида натрия?

1. Определим количество вещества (моль) углекислого газа, полученного в первой реакции. Мы уже рассчитали его выше:

$n(CO_2) = 0,3 \ моль$.

2. Рассчитаем массу чистого гидроксида натрия в растворе:

$m(NaOH) = m_{p-pa}(NaOH) \cdot \omega(NaOH) = 80 \ г \cdot 0,15 = 12 \ г$.

3. Рассчитаем молярную массу гидроксида натрия:

$M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 \ г/моль$.

4. Найдём количество вещества гидроксида натрия:

$n(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)} = \frac{12 \ г}{40 \ г/моль} = 0,3 \ моль$.

5. Сравним молярные количества реагентов $CO_2$ и $NaOH$:

$n(CO_2) : n(NaOH) = 0,3 \ моль : 0,3 \ моль = 1 : 1$.

6. Взаимодействие кислотного оксида $CO_2$ со щелочью $NaOH$ может приводить к образованию средней соли (карбоната натрия $Na_2CO_3$) или кислой соли (гидрокарбоната натрия $NaHCO_3$) в зависимости от соотношения реагентов:

$CO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$ (реакция идет при соотношении $1:2$ или избытке $NaOH$)

$CO_2 + NaOH \rightarrow NaHCO_3$ (реакция идет при соотношении $1:1$ или избытке $CO_2$)

Поскольку в нашем случае соотношение реагентов составляет 1:1, образуется кислая соль — гидрокарбонат натрия.

Ответ: образуется гидрокарбонат натрия ($NaHCO_3$).

Рассчитайте массу этой соли.

1. Запишем уравнение реакции, которая происходит в данных условиях:

$CO_2 + NaOH \rightarrow NaHCO_3$

2. Из уравнения реакции видно, что количество вещества образовавшегося гидрокарбоната натрия равно количеству вещества исходных реагентов:

$n(NaHCO_3) = n(CO_2) = n(NaOH) = 0,3 \ моль$.

3. Рассчитаем молярную массу гидрокарбоната натрия ($NaHCO_3$):

$M(NaHCO_3) = 23 + 1 + 12 + 3 \cdot 16 = 84 \ г/моль$.

4. Рассчитаем массу образовавшейся соли:

$m(NaHCO_3) = n(NaHCO_3) \cdot M(NaHCO_3) = 0,3 \ моль \cdot 84 \ г/моль = 25,2 \ г$.

Ответ: масса образовавшейся соли составляет 25,2 г.