Номер 256, страница 58 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

256. Какой объём (н. у.) занимает газовая смесь массой 11,0 г, состоящая из фтора и хлора, массовая доля хлора в которой равна 66,0 %?

Дано:

$m_{\text{смеси}} = 11,0 \text{ г}$

$\omega(Cl_2) = 66,0 \% = 0,66$

Смесь состоит из фтора ($F_2$) и хлора ($Cl_2$)

Условия: нормальные (н. у.)

Найти:

$V_{\text{смеси}}$ - ?

Решение:

1. Сначала определим массы каждого газа в смеси. Масса хлора ($Cl_2$) вычисляется на основе его массовой доли в смеси:

$m(Cl_2) = \omega(Cl_2) \times m_{\text{смеси}} = 0,66 \times 11,0 \text{ г} = 7,26 \text{ г}$

2. Масса фтора ($F_2$) находится как разность общей массы смеси и массы хлора, так как смесь состоит только из этих двух компонентов:

$m(F_2) = m_{\text{смеси}} - m(Cl_2) = 11,0 \text{ г} - 7,26 \text{ г} = 3,74 \text{ г}$

3. Далее рассчитаем количество вещества ($n$) для каждого газа по формуле $n = m/M$, где $M$ – молярная масса.

Молярная масса хлора $M(Cl_2) = 2 \times 35,5 \text{ г/моль} = 71 \text{ г/моль}$.

Молярная масса фтора $M(F_2) = 2 \times 19 \text{ г/моль} = 38 \text{ г/моль}$.

Количество вещества хлора:

$n(Cl_2) = \frac{m(Cl_2)}{M(Cl_2)} = \frac{7,26 \text{ г}}{71 \text{ г/моль}} \approx 0,10225 \text{ моль}$

Количество вещества фтора:

$n(F_2) = \frac{m(F_2)}{M(F_2)} = \frac{3,74 \text{ г}}{38 \text{ г/моль}} \approx 0,09842 \text{ моль}$

4. Общее количество вещества в газовой смеси равно сумме количеств веществ ее компонентов:

$n_{\text{смеси}} = n(Cl_2) + n(F_2) \approx 0,10225 \text{ моль} + 0,09842 \text{ моль} \approx 0,20067 \text{ моль}$

5. Объем газовой смеси при нормальных условиях (н. у.) можно найти, используя молярный объем газов ($V_m$), который при н. у. равен 22,4 л/моль.

$V_{\text{смеси}} = n_{\text{смеси}} \times V_m$

$V_{\text{смеси}} \approx 0,20067 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} \approx 4,495 \text{ л}$

Округляя результат до трех значащих цифр (согласно точности исходных данных 11,0 г и 66,0 %), получаем 4,50 л.

Ответ: 4,50 л.