Номер 1413, страница 218 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1413. Гидроксид натрия массой 14,5 г смешали с гидроксидом алюминия массой 19,8 г и прокалили при высокой температуре. Рассчитайте массу образовавшейся соли.

Дано:

$m(NaOH) = 14,5 \text{ г}$

$m(Al(OH)_3) = 19,8 \text{ г}$

Найти:

$m(\text{соли}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции. При прокаливании (спекании) гидроксида натрия с амфотерным гидроксидом алюминия образуется соль алюминат натрия и вода:

$NaOH + Al(OH)_3 \xrightarrow{t} NaAlO_2 + 2H_2O$

Соль, образующаяся в результате реакции, — это алюминат натрия ($NaAlO_2$).

2. Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в реакции:

$M(NaOH) = 22,99 + 16,00 + 1,01 \approx 40 \text{ г/моль}$

$M(Al(OH)_3) = 26,98 + 3 \cdot (16,00 + 1,01) \approx 78 \text{ г/моль}$

$M(NaAlO_2) = 22,99 + 26,98 + 2 \cdot 16,00 \approx 82 \text{ г/моль}$

3. Вычислим количество вещества (в молях) для каждого из исходных реагентов по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(NaOH) = \frac{14,5 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0,3625 \text{ моль}$

$n(Al(OH)_3) = \frac{19,8 \text{ г}}{78 \text{ г/моль}} \approx 0,2538 \text{ моль}$

4. Определим, какой из реагентов находится в недостатке. Согласно уравнению реакции, гидроксид натрия и гидроксид алюминия реагируют в мольном соотношении $1:1$.

Сравним количество вещества реагентов:

$0,2538 \text{ моль} (Al(OH)_3) < 0,3625 \text{ моль} (NaOH)$

Это означает, что гидроксид алюминия ($Al(OH)_3$) находится в недостатке и прореагирует полностью. Гидроксид натрия взят в избытке. Дальнейшие расчеты массы продукта необходимо вести по реагенту, который находится в недостатке.

5. По уравнению реакции, из 1 моль $Al(OH)_3$ образуется 1 моль соли $NaAlO_2$. Следовательно, количество вещества образовавшейся соли равно количеству вещества прореагировавшего гидроксида алюминия:

$n(NaAlO_2) = n(Al(OH)_3) \approx 0,2538 \text{ моль}$

6. Рассчитаем массу образовавшейся соли (алюмината натрия) по формуле $m = n \cdot M$:

$m(NaAlO_2) = n(NaAlO_2) \cdot M(NaAlO_2) \approx 0,2538 \text{ моль} \cdot 82 \text{ г/моль} \approx 20,815 \text{ г}$

Округляя до десятых, как в исходных данных, получаем $20,8 \text{ г}$.

Ответ: масса образовавшейся соли составляет 20,8 г.