Номер 489, страница 75 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

489. Осадок какой массы образуется при сливании раствора массой 95 г с массовой долей раствора нитрата серебра 4,0 % и раствора массой 10 г с массовой долей хлороводорода 14 %?

Дано:

$m_{р-ра}(AgNO_3) = 95 \text{ г}$

$\omega(AgNO_3) = 4,0 \% = 0,04$

$m_{р-ра}(HCl) = 10 \text{ г}$

$\omega(HCl) = 14 \% = 0,14$

Найти:

$m_{осадка}$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции между нитратом серебра и хлороводородом (соляной кислотой). В результате реакции ионного обмена образуется нерастворимый в воде осадок хлорида серебра ($AgCl$):

$AgNO_3 + HCl \rightarrow AgCl\downarrow + HNO_3$

2. Рассчитаем массы чистых веществ (реагентов) в исходных растворах, используя формулу $m_{вещества} = m_{раствора} \times \omega_{вещества}$:

Масса нитрата серебра:

$m(AgNO_3) = 95 \text{ г} \times 0,04 = 3,8 \text{ г}$

Масса хлороводорода:

$m(HCl) = 10 \text{ г} \times 0,14 = 1,4 \text{ г}$

3. Вычислим молярные массы реагентов и количество вещества каждого из них, чтобы определить лимитирующий реагент. Расчеты будем проводить по формуле $\nu = m / M$.

Молярная масса нитрата серебра ($AgNO_3$):

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

Молярная масса хлороводорода ($HCl$):

$M(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5 \text{ г/моль}$

Количество вещества нитрата серебра:

$\nu(AgNO_3) = \frac{3,8 \text{ г}}{170 \text{ г/моль}} \approx 0,02235 \text{ моль}$

Количество вещества хлороводорода:

$\nu(HCl) = \frac{1,4 \text{ г}}{36,5 \text{ г/моль}} \approx 0,03836 \text{ моль}$

4. Определим, какой из реагентов находится в недостатке. Согласно уравнению реакции, вещества реагируют в мольном соотношении $1:1$. Сравним количество вещества реагентов:

$0,02235 \text{ моль } (AgNO_3) < 0,03836 \text{ моль } (HCl)$

Так как нитрата серебра меньше, он является лимитирующим реагентом. Это означает, что он прореагирует полностью, и дальнейшие расчеты массы осадка следует вести по нему.

5. Рассчитаем массу образовавшегося осадка хлорида серебра ($AgCl$). Из уравнения реакции следует, что количество вещества $AgCl$ равно количеству вещества лимитирующего реагента ($AgNO_3$):

$\nu(AgCl) = \nu(AgNO_3) \approx 0,02235 \text{ моль}$

Вычислим молярную массу хлорида серебра:

$M(AgCl) = 108 + 35,5 = 143,5 \text{ г/моль}$

Теперь найдем массу осадка по формуле $m = \nu \times M$:

$m(AgCl) = 0,02235 \text{ моль} \times 143,5 \text{ г/моль} \approx 3,208 \text{ г}$

6. Округлим результат с учетом точности исходных данных. Наименее точные данные (массовые доли) имеют две значащие цифры, поэтому ответ следует округлить до двух значащих цифр.

$m(AgCl) \approx 3,2 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося осадка равна 3,2 г.