Номер 4, страница 157, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 4. Раствор уксусной кислоты массой 50 г нейтрализовали водным раствором гидрокарбоната натрия. При пропускании выделившегося газа через известковую воду образовалось 7,5 г осадка. Определите массовую долю уксусной кислоты в исходном растворе.

Ответ: 9%.

Дано:

$m_{р-ра(CH_3COOH)} = 50$ г

$m_{осадка(CaCO_3)} = 7.5$ г

Найти:

$\omega(CH_3COOH)$ - ?

Решение:

1. Составим уравнения химических реакций, описанных в условии задачи.

Реакция нейтрализации уксусной кислоты водным раствором гидрокарбоната натрия. В результате реакции образуются ацетат натрия, вода и углекислый газ:

$CH_3COOH + NaHCO_3 \rightarrow CH_3COONa + H_2o + CO_2 \uparrow$ (1)

Выделившийся газ (углекислый газ) пропустили через известковую воду (раствор гидроксида кальция $Ca(OH)_2$). Образовался нерастворимый осадок — карбонат кальция $CaCO_3$:

$CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$ (2)

2. Рассчитаем молярную массу карбоната кальция ($CaCO_3$):

$M(CaCO_3) = M(Ca) + M(C) + 3 \cdot M(O) = 40 + 12 + 3 \cdot 16 = 100$ г/моль.

3. Найдем количество вещества (в молях) образовавшегося осадка $CaCO_3$:

$n(CaCO_3) = \frac{m(CaCO_3)}{M(CaCO_3)} = \frac{7.5 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 0.075$ моль.

4. Согласно уравнению реакции (2), количество вещества углекислого газа равно количеству вещества образовавшегося карбоната кальция, так как их стехиометрические коэффициенты равны 1:

$n(CO_2) = n(CaCO_3) = 0.075$ моль.

5. Весь углекислый газ образовался в ходе реакции (1). Согласно уравнению реакции (1), количество вещества уксусной кислоты, вступившей в реакцию, равно количеству вещества выделившегося углекислого газа:

$n(CH_3COOH) = n(CO_2) = 0.075$ моль.

6. Рассчитаем молярную массу уксусной кислоты ($CH_3COOH$):

$M(CH_3COOH) = 2 \cdot M(C) + 4 \cdot M(H) + 2 \cdot M(O) = 2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 60$ г/моль.

7. Теперь можем найти массу уксусной кислоты в исходном растворе:

$m(CH_3COOH) = n(CH_3COOH) \cdot M(CH_3COOH) = 0.075 \text{ моль} \cdot 60 \text{ г/моль} = 4.5$ г.

8. Наконец, определим массовую долю уксусной кислоты в исходном 50-граммовом растворе:

$\omega(CH_3COOH) = \frac{m(CH_3COOH)}{m_{р-ра(CH_3COOH)}} \cdot 100\% = \frac{4.5 \text{ г}}{50 \text{ г}} \cdot 100\% = 0.09 \cdot 100\% = 9\%$.

Ответ: массовая доля уксусной кислоты в исходном растворе составляет 9%.