Задание 1.
А) Найти массовую долю солей, образующихся при пропускании 2,24 л хлора через 425 г 15 %-го раствора холодного раствора гидроксида натрия.
Б) Чему равна масса осадка, который образуется при смешивании 150 г 12% раствора нитрата серебра и 240 г 15 % раствора хлорида калия.
Задание 1.
А) Нам нужно найти массовую долю солей, образующихся при пропускании 2,24 л хлора через 425 г 15 %-го раствора холодного раствора гидроксида натрия.
Для начала, давайте определим количество вещества хлора, которое мы имеем. Для этого используем уравнение состояния, которое гласит, что объём газа (в данном случае хлора) пропорционален количеству вещества, при постоянной температуре и давлении. Таким образом, мы можем использовать формулу:
n(хлор) = V(хлор) / Vm(хлор),
где n(хлор) - количество вещества хлора, V(хлор) - его объём, Vm(хлор) - молярный объём хлора.
Молярный объём хлора при нормальных условиях составляет 22,4 л/моль, поэтому подставляем данные и получаем:
n(хлор) = 2,24 л / 22,4 л/моль = 0,1 моль.
Теперь посмотрим на состав раствора гидроксида натрия. Мы имеем 425 г 15 %-го раствора. Это означает, что в 100 г раствора содержится 15 г гидроксида натрия. Массу гидроксида натрия в нашем растворе можем вычислить следующим образом:
m(гидроксид натрия) = 425 г * (15 % / 100 %) = 63,75 г.
Смешаем гидроксид натрия с хлором (которого у нас изначально было 0,1 моль), и образуемся осадок. Расмотрим реакцию:
2NaOH + Cl2 -> NaCl + NaClO + H2O.
На данном этапе нам нужно определить, какие именно соли образуются. Для этого составим уравнение реакции:
2NaOH + Cl2 -> 2NaCl + NaClO + H2O.
Из уравнения видно, что образуются два вида солей: хлорид натрия (NaCl) и гипохлорит натрия (NaClO).
Молекулярная масса NaCl равна 58,5 г/моль, а NaClO - 74,5 г/моль.
Давайте теперь найдем количество вещества образовавшихся солей. Для этого воспользуемся формулой:
n(соль) = m(соль) / M(соль),
где n(соль) - количество вещества соли, m(соль) - ее масса, M(соль) - молярная масса соли.
Для NaCl имеем:
n(NaCl) = m(NaCl) / M(NaCl) = 63,75 г / 58,5 г/моль ≈ 1,09 моль.
Для NaClO:
n(NaClO) = m(NaClO) / M(NaClO) = 63,75 г / 74,5 г/моль ≈ 0,86 моль.
Теперь можем найти массовую долю солей. Для этого нужно сложить массы образовавшихся солей и поделить результат на массу раствора гидроксида натрия:
m(соли) = m(NaCl) + m(NaClO) = n(NaCl) * M(NaCl) + n(NaClO) * M(NaClO),
где m(соли) - масса солей в образовавшемся растворе.
Далее, массовая доля солей будет равна:
D = m(соли) / m(гидроксид натрия),
D = (n(NaCl) * M(NaCl) + n(NaClO) * M(NaClO)) / m(гидроксид натрия),
D = ((1,09 моль * 58,5 г/моль) + (0,86 моль * 74,5 г/моль)) / 63,75 г ≈ 1,916 ≈ 191,6 %.
Получаем, что массовая доля солей, образующихся при пропускании хлора через раствор гидроксида натрия, равна примерно 191,6 %.
Б) Далее рассмотрим вторую часть задания.
Нам нужно вычислить массу осадка, который образуется при смешивании 150 г 12% раствора нитрата серебра и 240 г 15% раствора хлорида калия.
Сначала найдем количество вещества нитрата серебра и хлорида калия. Для этого воспользуемся формулой:
n = m / M,
где n - количество вещества, m - масса, M - молярная масса.
Для нитрата серебра имеем:
n(нитрат серебра) = m(нитрат серебра) / M(нитрат серебра).
Для хлорида калия:
n(хлорида калия) = m(хлорида калия) / M(хлорида калия).
Теперь можем записать уравнение реакции между нитратом серебра (AgNO3) и хлоридом калия (KCl):
2AgNO3 + KCl -> AgCl + 2KNO3.
Из уравнения видно, что образуется осадок - хлорид серебра (AgCl).
Посчитаем количество вещества образовавшегося осадка, используя уравнение реакции:
n(осадок) = n(нитрат серебра) = n(хлорида калия).
Теперь можем вычислить массу осадка. Для этого воспользуемся формулой:
m(осадок) = n(осадок) * M(осадок),
где m(осадок) - масса осадка, n(осадок) - количество вещества осадка, M(осадок) - молярная масса осадка.
Для AgCl молярная масса равна 143,5 г/моль.
Имеем:
m(осадок) = n(осадок) * M(осадок) = n(нитрат серебра) * M(AgCl).
Окончательно:
m(осадок) = n(нитрат серебра) * 143,5 г/моль.
Так как оба раствора имеют концентрацию в процентах, то:
m(нитрат серебра) = 150 г * (12% / 100%) = 18 г,
m(хлорид калия) = 240 г * (15% / 100%) = 36 г.
Теперь можем подставить числа в формулу для массы осадка:
m(осадок) = n(нитрат серебра) * 143,5 г/моль = (18 г / 169,87 г/моль) * 143,5 г/моль ≈ 15,27 г.
Получаем, что масса осадка, который образуется при смешивании 150 г 12% раствора нитрата серебра и 240 г 15% раствора хлорида калия, приблизительно равна 15,27 г.
Если у вас остались вопросы, не стесняйтесь задавать.