Номер 3, страница 38 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано:

$m(\text{Na}) = 4.6 \text{ г}$

$V(\text{Cl}_2) = 3 \text{ дм}^3 \text{ (н. у.)}$

Перевод данных в систему СИ:

$m(\text{Na}) = 4.6 \text{ г} = 4.6 \times 10^{-3} \text{ кг}$

$V(\text{Cl}_2) = 3 \text{ дм}^3 = 3 \text{ л} = 3 \times 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$m(\text{NaCl}) = ?$

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции взаимодействия натрия с хлором:

$2\text{Na} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{NaCl}$

2. Рассчитаем количество вещества каждого из исходных реагентов.

Молярная масса натрия $M(\text{Na}) = 23 \text{ г/моль}$.

Количество вещества натрия: $n(\text{Na}) = \frac{m(\text{Na})}{M(\text{Na})} = \frac{4.6 \text{ г}}{23 \text{ г/моль}} = 0.2 \text{ моль}$.

Молярный объем газов при нормальных условиях $V_m = 22.4 \text{ дм}^3\text{/моль}$.

Количество вещества хлора: $n(\text{Cl}_2) = \frac{V(\text{Cl}_2)}{V_m} = \frac{3 \text{ дм}^3}{22.4 \text{ дм}^3\text{/моль}} \approx 0.1339 \text{ моль}$.

3. Определим ограничивающий реагент.

Согласно стехиометрии уравнения реакции, для взаимодействия 1 моль $\text{Cl}_2$ требуется 2 моль $\text{Na}$.

Следовательно, для $0.1339$ моль $\text{Cl}_2$ потребуется $2 \times 0.1339 \text{ моль} = 0.2678 \text{ моль } \text{Na}$.

По условию задачи у нас имеется $0.2$ моль $\text{Na}$.

Так как $0.2 \text{ моль } \text{Na} < 0.2678 \text{ моль } \text{Na}$, натрий является ограничивающим реагентом. Количество образовавшегося продукта будет определяться количеством натрия.

4. Рассчитаем количество вещества хлорида натрия ($\text{NaCl}$) по ограничивающему реагенту.

Из уравнения реакции видно, что 2 моль $\text{Na}$ образуют 2 моль $\text{NaCl}$. Таким образом, количество вещества натрия равно количеству вещества хлорида натрия.

$n(\text{NaCl}) = n(\text{Na}) = 0.2 \text{ моль}$.

5. Рассчитаем массу хлорида натрия.

Молярная масса хлорида натрия $M(\text{NaCl}) = M(\text{Na}) + M(\text{Cl}) = 23 \text{ г/моль} + 35.5 \text{ г/моль} = 58.5 \text{ г/моль}$.

Масса хлорида натрия: $m(\text{NaCl}) = n(\text{NaCl}) \times M(\text{NaCl}) = 0.2 \text{ моль} \times 58.5 \text{ г/моль} = 11.7 \text{ г}$.

Ответ:

11.7 г