Номер 622, страница 115 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

622. На кристаллический хлорид калия массой 5,00 г подействовали при нагревании избытком концентрированной серной кислоты. Выделившийся хлороводород (выход равен 90,0 %) пропустили через избыток раствора $AgNO_3$. Определите массу образовавшегося осадка.

Дано:

$m(\text{KCl}) = 5,00 \text{ г}$

$\eta(\text{HCl}) = 90,0 \% = 0,900$

$\text{H}_2\text{SO}_4$ — избыток

$\text{AgNO}_3$ — избыток

Найти:

$m(\text{AgCl}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнения химических реакций, описанных в задаче.

Первая реакция — взаимодействие кристаллического хлорида калия с концентрированной серной кислотой при нагревании. Поскольку серная кислота находится в избытке, образуется кислая соль (гидросульфат калия) и выделяется газообразный хлороводород:

$\text{KCl} + \text{H}_2\text{SO}_4(\text{конц.}) \xrightarrow{t^{\circ}} \text{KHSO}_4 + \text{HCl}\uparrow$

Вторая реакция — пропускание выделившегося хлороводорода через раствор нитрата серебра. Хлороводород, являясь кислотой, реагирует с солью с образованием нерастворимого в воде и кислотах белого осадка хлорида серебра:

$\text{HCl} + \text{AgNO}_3 \rightarrow \text{AgCl}\downarrow + \text{HNO}_3$

2. Рассчитаем молярную массу хлорида калия ($\text{KCl}$), используя периодическую таблицу химических элементов:

$M(\text{KCl}) = M(\text{K}) + M(\text{Cl}) = 39,10 \text{ г/моль} + 35,45 \text{ г/моль} = 74,55 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (в молях) хлорида калия, вступившего в реакцию:

$n(\text{KCl}) = \frac{m(\text{KCl})}{M(\text{KCl})} = \frac{5,00 \text{ г}}{74,55 \text{ г/моль}} \approx 0,06707 \text{ моль}$

4. По уравнению первой реакции, из 1 моль $\text{KCl}$ теоретически должен получиться 1 моль $\text{HCl}$. Таким образом, теоретическое количество вещества хлороводорода равно количеству вещества хлорида калия:

$n_{\text{теор.}}(\text{HCl}) = n(\text{KCl}) \approx 0,06707 \text{ моль}$

5. В условии задачи указано, что выход хлороводорода составляет 90,0 %. Рассчитаем практическое количество вещества $\text{HCl}$, которое выделилось в ходе реакции:

$n_{\text{практ.}}(\text{HCl}) = n_{\text{теор.}}(\text{HCl}) \cdot \eta(\text{HCl}) = 0,06707 \text{ моль} \cdot 0,900 \approx 0,06036 \text{ моль}$

6. По уравнению второй реакции, 1 моль $\text{HCl}$ реагирует с 1 моль $\text{AgNO}_3$ с образованием 1 моль осадка $\text{AgCl}$. Поскольку раствор нитрата серебра был взят в избытке, весь выделившийся хлороводород прореагирует. Следовательно, количество вещества образовавшегося осадка $\text{AgCl}$ равно практическому количеству вещества $\text{HCl}$:

$n(\text{AgCl}) = n_{\text{практ.}}(\text{HCl}) \approx 0,06036 \text{ моль}$

7. Рассчитаем молярную массу хлорида серебра ($\text{AgCl}$):

$M(\text{AgCl}) = M(\text{Ag}) + M(\text{Cl}) = 107,87 \text{ г/моль} + 35,45 \text{ г/моль} = 143,32 \text{ г/моль}$

8. Теперь можем найти массу образовавшегося осадка $\text{AgCl}$:

$m(\text{AgCl}) = n(\text{AgCl}) \cdot M(\text{AgCl}) = 0,06036 \text{ моль} \cdot 143,32 \text{ г/моль} \approx 8,6514 \text{ г}$

9. Исходные данные в задаче ($5,00$ г и $90,0$ %) приведены с точностью до трех значащих цифр, поэтому итоговый ответ следует округлить до трех значащих цифр.

$m(\text{AgCl}) \approx 8,65 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося осадка составляет 8,65 г.