Номер 3, страница 55 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 3. Галогены. Параграф 14. Хлороводород: получение и свойства. Подумай, ответь, выполни... - номер 3, страница 55.

Условие.

3. Через раствор иодида калия пропустили 100 мл газовой смеси (н. у.), предназначенной для синтеза хлороводорода. В результате выделилось 0,508 г иода. Каков был состав газовой смеси в процентах (по объёму)?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$V_{смеси} = 100 \text{ мл}$

$m(I_2) = 0,508 \text{ г}$

Условия: нормальные (н. у.)

Перевод в СИ:

$V_{смеси} = 100 \text{ мл} = 0,1 \text{ л} = 1 \cdot 10^{-4} \text{ м}^3$

$m(I_2) = 0,508 \text{ г} = 5,08 \cdot 10^{-4} \text{ кг}$

Найти:

$\phi(Cl_2) - ?$

$\phi(H_2) - ?$

Решение:

Газовая смесь, предназначенная для синтеза хлороводорода ($HCl$), состоит из хлора ($Cl_2$) и водорода ($H_2$).

При пропускании этой смеси через раствор иодида калия ($KI$) в реакцию вступает только хлор, так как он является более активным галогеном и вытесняет иод из его солей. Водород с раствором иодида калия не реагирует.

Уравнение реакции:

$Cl_2 + 2KI \rightarrow 2KCl + I_2$

1. Найдем количество вещества выделившегося иода ($I_2$).

Молярная масса иода $M(I_2) = 2 \cdot A_r(I) \approx 2 \cdot 127 \text{ г/моль} = 254 \text{ г/моль}$.

Количество вещества иода вычисляется по формуле:

$n(I_2) = \frac{m(I_2)}{M(I_2)} = \frac{0,508 \text{ г}}{254 \text{ г/моль}} = 0,002 \text{ моль}$

2. По уравнению реакции определим количество вещества хлора, вступившего в реакцию.

Из уравнения реакции следует, что мольное соотношение хлора и иода составляет $n(Cl_2) : n(I_2) = 1:1$.

Следовательно, количество вещества хлора равно количеству вещества иода:

$n(Cl_2) = n(I_2) = 0,002 \text{ моль}$.

3. Найдем объем, который занимал хлор в исходной газовой смеси.

Поскольку газовая смесь находится при нормальных условиях (н. у.), молярный объем любого газа ($V_m$) равен $22,4 \text{ л/моль}$.

$V(Cl_2) = n(Cl_2) \cdot V_m = 0,002 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 0,0448 \text{ л}$

Переведем объем в миллилитры: $V(Cl_2) = 0,0448 \text{ л} \cdot 1000 \text{ мл/л} = 44,8 \text{ мл}$.

4. Определим объем водорода в смеси.

Общий объем смеси равен сумме объемов ее компонентов, так как объемная доля газа пропорциональна его мольной доле (закон Авогадро).

$V_{смеси} = V(Cl_2) + V(H_2)$

$V(H_2) = V_{смеси} - V(Cl_2) = 100 \text{ мл} - 44,8 \text{ мл} = 55,2 \text{ мл}$

5. Рассчитаем объемные доли (процентный состав по объему) газов в смеси.

Объемная доля газа ($\phi$) вычисляется по формуле $\phi(\text{газ}) = \frac{V(\text{газ})}{V_{смеси}} \cdot 100\%$.

$\phi(Cl_2) = \frac{44,8 \text{ мл}}{100 \text{ мл}} \cdot 100\% = 44,8\%$

$\phi(H_2) = \frac{55,2 \text{ мл}}{100 \text{ мл}} \cdot 100\% = 55,2\%$

Ответ:

Состав газовой смеси: 44,8% хлора ($Cl_2$) и 55,2% водорода ($H_2$) по объему.