Номер 273, страница 60 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

273. Газ, образовавшийся при взаимодействии хлора с водородом, пропустили через избыток раствора нитрата серебра. В результате реакции образовался белый творожистый осадок массой 28,7 г. Рассчитайте объёмы (н. у.) прореагировавших водорода и хлора.

Дано:

m(AgCl) = 28,7 г

Найти:

V(H₂) - ?

V(Cl₂) - ?

Решение:

Задача решается в два этапа, соответствующих двум химическим реакциям.

1. Взаимодействие хлора с водородом с образованием газообразного хлороводорода (HCl):

$H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl$ (1)

2. Взаимодействие хлороводорода с нитратом серебра, в результате которого выпадает белый творожистый осадок хлорида серебра (AgCl):

$HCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl \downarrow + HNO_3$ (2)

Зная массу образовавшегося осадка, можем найти его количество вещества (моль).

Молярная масса хлорида серебра (AgCl):

$M(AgCl) = M(Ag) + M(Cl) = 108 \text{ г/моль} + 35,5 \text{ г/моль} = 143,5 \text{ г/моль}$

Количество вещества AgCl:

$n(AgCl) = \frac{m(AgCl)}{M(AgCl)} = \frac{28,7 \text{ г}}{143,5 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

Согласно уравнению реакции (2), количество вещества хлороводорода равно количеству вещества выпавшего осадка, так как коэффициенты перед ними равны 1:

$n(HCl) = n(AgCl) = 0,2 \text{ моль}$

Теперь, зная количество вещества хлороводорода, полученного в первой реакции, мы можем рассчитать количество вещества и объемы исходных газов (водорода и хлора).

Согласно уравнению реакции (1), на образование 2 моль HCl расходуется 1 моль $H_2$ и 1 моль $Cl_2$. Следовательно:

$n(H_2) = \frac{1}{2} n(HCl) = \frac{1}{2} \cdot 0,2 \text{ моль} = 0,1 \text{ моль}$

$n(Cl_2) = \frac{1}{2} n(HCl) = \frac{1}{2} \cdot 0,2 \text{ моль} = 0,1 \text{ моль}$

Рассчитаем объемы газов при нормальных условиях (н. у.), используя молярный объем газа $V_m = 22,4$ л/моль.

$V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m = 0,1 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 2,24 \text{ л}$

$V(Cl_2) = n(Cl_2) \cdot V_m = 0,1 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 2,24 \text{ л}$

Ответ: объём прореагировавшего водорода составляет 2,24 л, объём прореагировавшего хлора составляет 2,24 л.