Номер 711, страница 118 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

711. К раствору массой $20 \text{ г}$ с массовой долей $\text{NaOH}$ $10 \, \%$ добавили соляную кислоту массой $10 \text{ г}$ с массовой долей $\text{HCl}$ $30 \, \%$. Какая среда будет у полученного раствора?

Дано:

$m(\text{р-ра NaOH}) = 20 \text{ г}$

$\omega(\text{NaOH}) = 10 \% = 0.1$

$m(\text{р-ра HCl}) = 10 \text{ г}$

$\omega(\text{HCl}) = 30 \% = 0.3$

Найти:

Среда полученного раствора - ?

Решение:

Для определения среды полученного раствора необходимо определить, какое из реагирующих веществ — щелочь (NaOH) или кислота (HCl) — находится в избытке после реакции нейтрализации.

1. Запишем уравнение химической реакции:

$NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$

Согласно уравнению, гидроксид натрия и соляная кислота реагируют в мольном соотношении 1:1.

2. Рассчитаем массу чистых веществ в исходных растворах.

Масса гидроксида натрия в его растворе:

$m(\text{NaOH}) = m(\text{р-ра NaOH}) \cdot \omega(\text{NaOH}) = 20 \text{ г} \cdot 0.10 = 2 \text{ г}$

Масса соляной кислоты в ее растворе:

$m(\text{HCl}) = m(\text{р-ра HCl}) \cdot \omega(\text{HCl}) = 10 \text{ г} \cdot 0.30 = 3 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярные массы веществ, используя периодическую таблицу химических элементов.

Молярная масса гидроксида натрия:

$M(\text{NaOH}) = M(Na) + M(O) + M(H) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$

Молярная масса соляной кислоты:

$M(\text{HCl}) = M(H) + M(Cl) = 1 + 35.5 = 36.5 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества (число молей) каждого реагента по формуле $n = \frac{m}{M}$.

Количество вещества гидроксида натрия:

$n(\text{NaOH}) = \frac{m(\text{NaOH})}{M(\text{NaOH})} = \frac{2 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0.05 \text{ моль}$

Количество вещества соляной кислоты:

$n(\text{HCl}) = \frac{m(\text{HCl})}{M(\text{HCl})} = \frac{3 \text{ г}}{36.5 \text{ г/моль}} \approx 0.0822 \text{ моль}$

5. Сравним полученные количества веществ.

$n(\text{HCl}) \ (\approx 0.0822 \text{ моль}) > n(\text{NaOH}) \ (0.05 \text{ моль})$

Поскольку количество молей соляной кислоты больше, чем количество молей гидроксида натрия, кислота находится в избытке. Весь гидроксид натрия прореагирует, а в растворе останется избыток соляной кислоты. Наличие в конечном растворе сильной кислоты обусловит его кислую среду.

Ответ: Среда полученного раствора будет кислая.