Номер 211, страница 48 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

211. Раствор гидроксида натрия массой 200 г с какой массовой долей NaOH следует добавить к соляной кислоте массой 0,35 кг с массовой долей HCl, равной 6,60 %, чтобы массовая доля кислоты в полученном растворе стала в два раза меньше по сравнению с исходной?

Дано:

$m_{р-ра(NaOH)} = 200 \text{ г}$

$m_{р-ра(HCl)} = 0,35 \text{ кг} = 350 \text{ г}$

$\omega_{1}(HCl) = 6,60 \% = 0,066$

$\omega_{2}(HCl) = \frac{\omega_{1}(HCl)}{2}$

Найти:

$\omega(NaOH) - ?$

Решение:

При смешивании растворов гидроксида натрия и соляной кислоты происходит реакция нейтрализации:

$NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$

1. Найдем начальную массу соляной кислоты в исходном растворе:

$m_1(HCl) = m_{р-ра(HCl)} \cdot \omega_1(HCl) = 350 \text{ г} \cdot 0,066 = 23,1 \text{ г}$

2. Определим массу конечного раствора, которая складывается из масс исходных растворов:

$m_{конечн. р-ра} = m_{р-ра(HCl)} + m_{р-ра(NaOH)} = 350 \text{ г} + 200 \text{ г} = 550 \text{ г}$

3. По условию, массовая доля кислоты в полученном растворе стала в два раза меньше исходной. Найдем конечную массовую долю и конечную массу HCl:

$\omega_2(HCl) = \frac{\omega_1(HCl)}{2} = \frac{6,60\%}{2} = 3,30\% = 0,033$

$m_2(HCl) = m_{конечн. р-ра} \cdot \omega_2(HCl) = 550 \text{ г} \cdot 0,033 = 18,15 \text{ г}$

4. Найдем массу соляной кислоты, вступившей в реакцию с гидроксидом натрия:

$m_{реаг.}(HCl) = m_1(HCl) - m_2(HCl) = 23,1 \text{ г} - 18,15 \text{ г} = 4,95 \text{ г}$

5. Вычислим количество вещества (моль) прореагировавшей соляной кислоты. Молярные массы: $M(HCl) \approx 36,5 \text{ г/моль}$, $M(NaOH) \approx 40,0 \text{ г/моль}$.

$\nu(HCl) = \frac{m_{реаг.}(HCl)}{M(HCl)} = \frac{4,95 \text{ г}}{36,5 \text{ г/моль}} \approx 0,1356 \text{ моль}$

6. Согласно уравнению реакции, гидроксид натрия и соляная кислота реагируют в мольном соотношении 1:1. Следовательно, количество вещества NaOH, вступившего в реакцию, также равно количеству вещества HCl:

$\nu(NaOH) = \nu(HCl) \approx 0,1356 \text{ моль}$

7. Найдем массу чистого гидроксида натрия, которая содержалась в добавленном 200 г раствора:

$m(NaOH) = \nu(NaOH) \cdot M(NaOH) = 0,1356 \text{ моль} \cdot 40,0 \text{ г/моль} \approx 5,424 \text{ г}$

8. Наконец, определим искомую массовую долю NaOH в его исходном растворе:

$\omega(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{m_{р-ра(NaOH)}} \cdot 100\% = \frac{5,424 \text{ г}}{200 \text{ г}} \cdot 100\% = 2,712\%$

Округляя до сотых долей процента, получаем 2,71 %.

Ответ: массовая доля NaOH в растворе составляет 2,71 %.