Номер 246, страница 51 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

246. К раствору, содержащему гидроксид натрия массой 4,0 г, добавили азотную кислоту химическим количеством 0,15 моль. В какой цвет окрасится лакмус в полученном растворе? Ответ подтвердите необходимыми расчётами.

Дано:

масса гидроксида натрия $m(NaOH) = 4,0 \text{ г}$

химическое количество азотной кислоты $n(HNO_3) = 0,15 \text{ моль}$

Найти:

Цвет лакмуса в полученном растворе - ?

Решение:

Для определения среды в полученном растворе необходимо сравнить химические количества реагентов и определить, какое из веществ находится в избытке.

1. Запишем уравнение реакции нейтрализации гидроксида натрия азотной кислотой:

$NaOH + HNO_3 \rightarrow NaNO_3 + H_2O$

Из уравнения видно, что гидроксид натрия и азотная кислота реагируют в мольном соотношении 1:1.

2. Рассчитаем химическое количество гидроксида натрия ($NaOH$). Сначала найдем его молярную массу:

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

Теперь найдем химическое количество $NaOH$ по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(NaOH) = \frac{4,0 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

3. Сравним химические количества реагентов:

$n(NaOH) = 0,1 \text{ моль}$

$n(HNO_3) = 0,15 \text{ моль}$

Поскольку $n(HNO_3) > n(NaOH)$, азотная кислота находится в избытке. Гидроксид натрия полностью прореагирует, а в растворе останется избыток азотной кислоты.

4. Определим среду раствора и цвет индикатора.

Так как в конечном растворе присутствует избыток сильной азотной кислоты, среда будет кислой ($pH < 7$). Лакмус в кислой среде окрашивается в красный цвет.

Ответ: лакмус в полученном растворе окрасится в красный цвет, так как после реакции в растворе останется избыток азотной кислоты ($n_{изб.}(HNO_3) = 0,15 - 0,1 = 0,05 \text{ моль}$), что создает кислую среду.