Номер 745, страница 131 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

745. Рассчитайте массу карбоната натрия и объём соляной кислоты с массовой долей хлороводорода 0,150 и плотностью 1,072 $\text{г}/\text{см}^3$, необходимых для получения углекислого газа объёмом (н. у.) 36,0 $\text{дм}^3$.

Дано:

$V(CO_2) = 36,0 \text{ дм}^3$ (н.у.)
$\omega(HCl) = 0,150$
$\rho(\text{р-ра } HCl) = 1,072 \text{ г/см}^3$

$V(CO_2) = 36,0 \text{ дм}^3 = 0,036 \text{ м}^3$
$\rho(\text{р-ра } HCl) = 1,072 \text{ г/см}^3 = 1072 \text{ кг/м}^3$

Найти:

$m(Na_2CO_3) - ?$
$V(\text{р-ра } HCl) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции взаимодействия карбоната натрия с соляной кислотой:

$Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow$

2. Рассчитаем количество вещества (моль) углекислого газа, зная его объем при нормальных условиях (н.у.), где молярный объем газа $V_m = 22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}$:

$n(CO_2) = \frac{V(CO_2)}{V_m} = \frac{36,0 \text{ дм}^3}{22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}} \approx 1,6071 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим количество вещества реагентов. Из стехиометрических коэффициентов следует:

$n(Na_2CO_3) = n(CO_2) \approx 1,6071 \text{ моль}$

$n(HCl) = 2 \cdot n(CO_2) \approx 2 \cdot 1,6071 \text{ моль} \approx 3,2142 \text{ моль}$

масса карбоната натрия

Для нахождения массы карбоната натрия ($Na_2CO_3$) сначала вычислим его молярную массу:

$M(Na_2CO_3) = 2 \cdot A_r(Na) + A_r(C) + 3 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 23 + 12 + 3 \cdot 16 = 106 \text{ г/моль}$

Теперь рассчитаем массу:

$m(Na_2CO_3) = n(Na_2CO_3) \cdot M(Na_2CO_3) \approx 1,6071 \text{ моль} \cdot 106 \text{ г/моль} \approx 170,4 \text{ г}$

Округляя до трех значащих цифр (как в исходных данных), получаем 170 г.

Ответ: масса карбоната натрия составляет 170 г.

объём соляной кислоты

Для нахождения объема раствора соляной кислоты ($HCl$) сначала найдем массу чистого хлороводорода. Его молярная масса:

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

Масса чистого $HCl$:

$m(HCl) = n(HCl) \cdot M(HCl) \approx 3,2142 \text{ моль} \cdot 36,5 \text{ г/моль} \approx 117,3 \text{ г}$

Далее найдем массу раствора соляной кислоты с массовой долей $HCl$ 0,150:

$m(\text{р-ра } HCl) = \frac{m(HCl)}{\omega(HCl)} \approx \frac{117,3 \text{ г}}{0,150} \approx 782,0 \text{ г}$

Используя плотность раствора, найдем его объем:

$V(\text{р-ра } HCl) = \frac{m(\text{р-ра } HCl)}{\rho(\text{р-ра } HCl)} \approx \frac{782,0 \text{ г}}{1,072 \text{ г/см}^3} \approx 729,5 \text{ см}^3$

Округляя до трех значащих цифр, получаем 730 см³.

Ответ: объем соляной кислоты составляет 730 см³.