Номер 1055, страница 168 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1055. Рассчитайте массу осадка, образующегося при сли-вании растворов хлорида аммония массой 50 г с массовойдолей $NH_4Cl$ 10,7 % и раствора нитрата серебра массой 20 гс массовой долей соли 50 %.

Дано:

$m_{\text{р-ра}}(NH_4Cl) = 50 \text{ г}$

$\omega(NH_4Cl) = 10.7\% = 0.107$

$m_{\text{р-ра}}(AgNO_3) = 20 \text{ г}$

$\omega(AgNO_3) = 50\% = 0.50$

Найти:

$m(\text{осадка}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции между хлоридом аммония и нитратом серебра. При взаимодействии этих двух солей происходит реакция ионного обмена, в результате которой образуется нерастворимый в воде осадок хлорида серебра ($AgCl$) и растворимый нитрат аммония ($NH_4NO_3$).

$NH_4Cl + AgNO_3 \rightarrow AgCl \downarrow + NH_4NO_3$

2. Рассчитаем массы чистых веществ (реагентов) в исходных растворах.

Масса хлорида аммония:

$m(NH_4Cl) = m_{\text{р-ра}}(NH_4Cl) \cdot \omega(NH_4Cl) = 50 \text{ г} \cdot 0.107 = 5.35 \text{ г}$

Масса нитрата серебра:

$m(AgNO_3) = m_{\text{р-ра}}(AgNO_3) \cdot \omega(AgNO_3) = 20 \text{ г} \cdot 0.50 = 10 \text{ г}$

3. Вычислим молярные массы реагентов и продукта (осадка), используя относительные атомные массы элементов: $Ar(N) = 14$, $Ar(H) = 1$, $Ar(Cl) = 35.5$, $Ar(Ag) = 108$, $Ar(O) = 16$.

Молярная масса хлорида аммония ($NH_4Cl$):

$M(NH_4Cl) = 14 + 4 \cdot 1 + 35.5 = 53.5 \text{ г/моль}$

Молярная масса нитрата серебра ($AgNO_3$):

$M(AgNO_3) = 108 + 14 + 3 \cdot 16 = 170 \text{ г/моль}$

Молярная масса хлорида серебра ($AgCl$):

$M(AgCl) = 108 + 35.5 = 143.5 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества (в молях) каждого реагента.

Количество вещества хлорида аммония:

$n(NH_4Cl) = \frac{m(NH_4Cl)}{M(NH_4Cl)} = \frac{5.35 \text{ г}}{53.5 \text{ г/моль}} = 0.1 \text{ моль}$

Количество вещества нитрата серебра:

$n(AgNO_3) = \frac{m(AgNO_3)}{M(AgNO_3)} = \frac{10 \text{ г}}{170 \text{ г/моль}} \approx 0.0588 \text{ моль}$

5. Определим, какой из реагентов находится в недостатке (является лимитирующим). Согласно уравнению реакции, реагенты взаимодействуют в мольном соотношении 1:1. Сравним количество вещества реагентов:

$n(NH_4Cl) = 0.1 \text{ моль}$

$n(AgNO_3) \approx 0.0588 \text{ моль}$

Поскольку $0.0588 < 0.1$, нитрат серебра ($AgNO_3$) находится в недостатке и прореагирует полностью. Хлорид аммония ($NH_4Cl$) взят в избытке. Расчет массы осадка будем вести по лимитирующему реагенту.

6. Рассчитаем массу образовавшегося осадка хлорида серебра ($AgCl$).

Из уравнения реакции следует, что из 1 моль $AgNO_3$ образуется 1 моль $AgCl$. Следовательно, количество вещества осадка равно количеству вещества прореагировавшего нитрата серебра:

$n(AgCl) = n(AgNO_3) = \frac{10}{170} \text{ моль}$

Теперь найдем массу осадка:

$m(AgCl) = n(AgCl) \cdot M(AgCl) = \frac{10}{170} \text{ моль} \cdot 143.5 \text{ г/моль} = \frac{1435}{170} \text{ г} \approx 8.44 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося осадка составляет 8,44 г.