Номер 640, страница 107 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

640. Какой объём (н. у.) хлороводорода нужно растворить в воде для приготовления соляной кислоты объёмом $200 \text{ см}^3$ и плотностью $1,10 \text{ г}/\text{см}^3$ с массовой долей хлороводорода $21,0 \%$?

Дано:

$V_{р-ра}(\text{HCl}) = 200 \text{ см}^3$

$\rho_{р-ра} = 1,10 \text{ г/см}^3$

$\omega(\text{HCl}) = 21,0 \% = 0,21$

Условия: нормальные (н. у.)

$V_{р-ра}(\text{HCl}) = 200 \text{ см}^3 = 200 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3 = 2 \cdot 10^{-4} \text{ м}^3$

$\rho_{р-ра} = 1,10 \text{ г/см}^3 = 1,10 \cdot \frac{10^{-3} \text{ кг}}{10^{-6} \text{ м}^3} = 1100 \text{ кг/м}^3$

Найти:

$V(\text{HCl}) - ?$

Решение:

1. Найдем массу раствора соляной кислоты, используя формулу массы через плотность и объем:

$m_{р-ра} = \rho_{р-ра} \cdot V_{р-ра}$

$m_{р-ра} = 1,10 \text{ г/см}^3 \cdot 200 \text{ см}^3 = 220 \text{ г}$

2. Рассчитаем массу чистого хлороводорода (HCl) в этом растворе, зная его массовую долю:

$m(\text{HCl}) = m_{р-ра} \cdot \omega(\text{HCl})$

$m(\text{HCl}) = 220 \text{ г} \cdot 0,21 = 46,2 \text{ г}$

3. Вычислим количество вещества (число моль) хлороводорода. Для этого нам понадобится молярная масса HCl.

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

Теперь найдем количество вещества:

$n(\text{HCl}) = \frac{m(\text{HCl})}{M(\text{HCl})}$

$n(\text{HCl}) = \frac{46,2 \text{ г}}{36,5 \text{ г/моль}} \approx 1,266 \text{ моль}$

4. Зная количество вещества, найдем объем газообразного хлороводорода при нормальных условиях (н. у.). При н. у. молярный объем любого газа ($V_m$) равен 22,4 л/моль.

$V(\text{HCl}) = n(\text{HCl}) \cdot V_m$

$V(\text{HCl}) = 1,266 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} \approx 28,36 \text{ л}$

Округлим результат до трех значащих цифр, как в исходных данных.

Ответ: для приготовления данного раствора потребуется растворить 28,4 л хлороводорода (н. у.).