Номер 276, страница 61 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

276. К раствору массой 40,0 г, содержащему азотную и соляную кислоты, добавили нитрат серебра до прекращения выпадения осадка. Масса образовавшегося осадка составила 2,87 г. На нейтрализацию такого же раствора кислот потребовался раствор гидроксида натрия, содержащий щёлочь химическим количеством 0,060 моль. Рассчитайте массовые доли кислот в исходном растворе.

Дано:

$m(раствора) = 40,0$ г

$m(осадка) = 2,87$ г

$n(NaOH)_{общ} = 0,060$ моль

Найти:

$\omega(HNO_3)$ - ?

$\omega(HCl)$ - ?

Решение:

1. В исходном растворе содержатся две кислоты: азотная ($HNO_3$) и соляная ($HCl$). При добавлении нитрата серебра ($AgNO_3$) в реакцию вступает только соляная кислота, образуя нерастворимый осадок хлорида серебра ($AgCl$).

Уравнение реакции:

$HCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl \downarrow + HNO_3$

2. Рассчитаем количество вещества образовавшегося осадка $AgCl$.

Молярная масса хлорида серебра:

$M(AgCl) = M(Ag) + M(Cl) = 108 + 35,5 = 143,5$ г/моль.

Количество вещества $AgCl$:

$n(AgCl) = \frac{m(AgCl)}{M(AgCl)} = \frac{2,87 \text{ г}}{143,5 \text{ г/моль}} = 0,02$ моль.

3. По уравнению реакции, количество вещества соляной кислоты равно количеству вещества хлорида серебра:

$n(HCl) = n(AgCl) = 0,02$ моль.

4. Найдем массу соляной кислоты в исходном растворе.

Молярная масса соляной кислоты:

$M(HCl) = M(H) + M(Cl) = 1 + 35,5 = 36,5$ г/моль.

$m(HCl) = n(HCl) \cdot M(HCl) = 0,02 \text{ моль} \cdot 36,5 \text{ г/моль} = 0,73$ г.

5. При нейтрализации раствора кислот гидроксидом натрия ($NaOH$) обе кислоты вступают в реакцию.

Уравнения реакций нейтрализации:

$HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$

$HNO_3 + NaOH \rightarrow NaNO_3 + H_2O$

6. Общее количество вещества гидроксида натрия, затраченного на нейтрализацию, равно сумме количеств веществ кислот:

$n(NaOH)_{общ} = n(HCl) + n(HNO_3)$

Отсюда можем найти количество вещества азотной кислоты:

$n(HNO_3) = n(NaOH)_{общ} - n(HCl) = 0,060 \text{ моль} - 0,02 \text{ моль} = 0,04$ моль.

7. Найдем массу азотной кислоты в исходном растворе.

Молярная масса азотной кислоты:

$M(HNO_3) = M(H) + M(N) + 3 \cdot M(O) = 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 63$ г/моль.

$m(HNO_3) = n(HNO_3) \cdot M(HNO_3) = 0,04 \text{ моль} \cdot 63 \text{ г/моль} = 2,52$ г.

8. Рассчитаем массовые доли кислот в исходном растворе массой 40,0 г.

Массовая доля соляной кислоты:

$\omega(HCl) = \frac{m(HCl)}{m(раствора)} = \frac{0,73 \text{ г}}{40,0 \text{ г}} = 0,01825$ или $1,825\%$.

Массовая доля азотной кислоты:

$\omega(HNO_3) = \frac{m(HNO_3)}{m(раствора)} = \frac{2,52 \text{ г}}{40,0 \text{ г}} = 0,063$ или $6,3\%$.

Ответ: массовая доля соляной кислоты в растворе составляет $1,825\%$, массовая доля азотной кислоты – $6,3\%$.