Номер 762, страница 133 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

762. К соляной кислоте объёмом $4,70 \text{ см}^3$ с молярной концентрацией HCl $0,10 \text{ моль}/\text{дм}^3$ добавили избыток раствора карбоната натрия. Рассчитайте объём (н. у.) выделившегося углекислого газа.

Дано:

$V_{р-ра(HCl)} = 4,70 \text{ см}^3$

$C(HCl) = 0,10 \text{ моль/дм}^3$

Раствор $Na_2CO_3$ в избытке

Перевод единиц для удобства расчетов:

$V_{р-ра(HCl)} = 4,70 \text{ см}^3 = 0,00470 \text{ дм}^3$

Найти:

$V(CO_2)$ (н. у.) - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции между соляной кислотой и карбонатом натрия:

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

2. Рассчитаем количество вещества (число моль) соляной кислоты. Согласно условию, карбонат натрия находится в избытке, поэтому соляная кислота является лимитирующим реагентом и полностью вступает в реакцию.

Для расчета используем формулу $n = C \cdot V$:

$n(HCl) = C(HCl) \cdot V_{р-ра(HCl)} = 0,10 \text{ моль/дм}^3 \cdot 0,00470 \text{ дм}^3 = 0,000470 \text{ моль}$

3. Используя стехиометрические коэффициенты из уравнения реакции, определим количество вещества выделившегося углекислого газа. Соотношение $n(HCl) : n(CO_2) = 2 : 1$.

$n(CO_2) = \frac{1}{2} n(HCl) = \frac{0,000470 \text{ моль}}{2} = 0,000235 \text{ моль}$

4. Найдем объем углекислого газа при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем любого газа при н. у. ($V_m$) равен $22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}$.

$V(CO_2) = n(CO_2) \cdot V_m$

$V(CO_2) = 0,000235 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ дм}^3/\text{моль} = 0,005264 \text{ дм}^3$

5. Переведем полученный объем в кубические сантиметры ($1 \text{ дм}^3 = 1000 \text{ см}^3$) и округлим результат. Наименьшее число значащих цифр в исходных данных — две (у концентрации 0,10), поэтому ответ следует округлить до двух значащих цифр.

$V(CO_2) = 0,005264 \text{ дм}^3 \cdot 1000 \frac{\text{см}^3}{\text{дм}^3} = 5,264 \text{ см}^3 \approx 5,3 \text{ см}^3$

Ответ: объем выделившегося углекислого газа равен $5,3 \text{ см}^3$.