Номер 877, страница 142 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

877. Кристаллический хлорид натрия массой 11,7 г обработали избытком концентрированной серной кислоты при нагревании. Выделившийся газ пропустили через раствор нитрата серебра (взят в избытке). Рассчитайте массу образовавшегося осадка.

Дано:

$m(NaCl) = 11.7 \text{ г}$

Серная кислота ($H_2SO_4$) и нитрат серебра ($AgNO_3$) взяты в избытке.

Найти:

$m(\text{осадка}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции между кристаллическим хлоридом натрия и концентрированной серной кислотой при нагревании. Эта реакция является лабораторным способом получения хлороводорода. Нелетучая серная кислота вытесняет летучую соляную кислоту из её соли:

$NaCl_{\text{(тв)}} + H_2SO_{4\text{(конц)}} \xrightarrow{t} NaHSO_4 + HCl_{\uparrow}$

При более сильном нагревании и избытке кислоты реакция может идти до образования средней соли:

$2NaCl_{\text{(тв)}} + H_2SO_{4\text{(конц)}} \xrightarrow{t} Na_2SO_4 + 2HCl_{\uparrow}$

В обоих случаях из 1 моль атомов хлора в $NaCl$ образуется 1 моль газа $HCl$. Таким образом, для расчетов мы можем исходить из молярного соотношения $\nu(NaCl) = \nu(HCl)$.

2. Выделившийся газ, хлороводород ($HCl$), пропускают через раствор нитрата серебра ($AgNO_3$). При этом протекает реакция ионного обмена, в результате которой образуется нерастворимый в воде и кислотах белый осадок хлорида серебра ($AgCl$):

$HCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl_{\downarrow} + HNO_3$

Массу этого осадка нам и предстоит рассчитать.

3. Рассчитаем количество вещества хлорида натрия ($NaCl$), вступившего в реакцию. Для этого сначала определим его молярную массу, используя относительные атомные массы элементов из Периодической системы:

$M(NaCl) = A_r(Na) + A_r(Cl) = 23 + 35.5 = 58.5 \text{ г/моль}$

Теперь найдем количество вещества $\nu(NaCl)$ по формуле $\nu = m/M$:

$\nu(NaCl) = \frac{m(NaCl)}{M(NaCl)} = \frac{11.7 \text{ г}}{58.5 \text{ г/моль}} = 0.2 \text{ моль}$

4. Составим стехиометрическую схему превращений. Из уравнений реакций следует:

$\nu(NaCl) \rightarrow \nu(HCl) \rightarrow \nu(AgCl)$

Соотношение количеств веществ на всех стадиях равно 1:1. Поскольку серная кислота и нитрат серебра взяты в избытке, то хлорид натрия является лимитирующим реагентом, и расчет ведется по нему.

$\nu(AgCl) = \nu(HCl) = \nu(NaCl) = 0.2 \text{ моль}$

5. На последнем этапе рассчитаем массу образовавшегося осадка хлорида серебра ($AgCl$). Сначала найдем его молярную массу:

$M(AgCl) = A_r(Ag) + A_r(Cl) = 108 + 35.5 = 143.5 \text{ г/моль}$

Теперь вычислим массу осадка $m(AgCl)$ по формуле $m = \nu \times M$:

$m(AgCl) = \nu(AgCl) \times M(AgCl) = 0.2 \text{ моль} \times 143.5 \text{ г/моль} = 28.7 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося осадка составляет 28,7 г.