Номер 684, страница 114 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

684. В растворе содержатся только катионы $Li^{+}$ и анионы $NO_{3}^{-}$ суммарным химическим количеством 566 ммоль. Рассчитайте массу соли в этом растворе.

Дано:

$n(\text{Li}^+) + n(\text{NO}_3^-) = 566 \text{ ммоль}$

Перевод в систему СИ:

$n_{\text{ионов}} = 566 \text{ ммоль} = 566 \cdot 10^{-3} \text{ моль} = 0.566 \text{ моль}$

Найти:

$m(\text{соли})$ - ?

Решение:

Согласно условию, в растворе содержатся только катионы лития $Li^+$ и нитрат-анионы $NO_3^-$. Эти ионы образуют соль — нитрат лития, химическая формула которой $LiNO_3$.

При растворении в воде нитрат лития диссоциирует (распадается на ионы) по следующей схеме:

$LiNO_3 \rightarrow Li^+ + NO_3^-$

Из уравнения реакции видно, что одна молекула $LiNO_3$ при диссоциации образует один ион $Li^+$ и один ион $NO_3^-$. Это означает, что количество вещества (число моль) соли равно количеству вещества каждого из ионов:

$n(LiNO_3) = n(Li^+) = n(NO_3^-)$

Суммарное количество вещества всех ионов в растворе равно 566 ммоль:

$n(Li^+) + n(NO_3^-) = 566 \text{ ммоль}$

Поскольку $n(Li^+) = n(NO_3^-)$, мы можем заменить $n(NO_3^-)$ на $n(Li^+)$ в уравнении:

$n(Li^+) + n(Li^+) = 2 \cdot n(Li^+) = 566 \text{ ммоль}$

Отсюда находим количество вещества ионов лития:

$n(Li^+) = \frac{566 \text{ ммоль}}{2} = 283 \text{ ммоль}$

Так как $n(LiNO_3) = n(Li^+)$, то количество вещества нитрата лития также равно 283 ммоль. Переведем это значение в моли для дальнейших расчетов:

$n(LiNO_3) = 283 \text{ ммоль} = 0.283 \text{ моль}$

Теперь вычислим молярную массу нитрата лития $M(LiNO_3)$, используя относительные атомные массы элементов из Периодической таблицы (округляем до целых чисел): $A_r(Li)=7$, $A_r(N)=14$, $A_r(O)=16$.

$M(LiNO_3) = A_r(Li) + A_r(N) + 3 \cdot A_r(O) = 7 + 14 + 3 \cdot 16 = 69 \text{ г/моль}$

Наконец, рассчитаем массу соли в растворе, используя формулу $m = n \cdot M$:

$m(LiNO_3) = n(LiNO_3) \cdot M(LiNO_3) = 0.283 \text{ моль} \cdot 69 \text{ г/моль} = 19.527 \text{ г}$

Ответ: масса соли в растворе составляет 19.527 г.