При разложении нитрата серебра выделилась смесь газов объемом 6,72 л (в пересчете на н. у.). Масса остатка составила 25 г. После этого остаток поместили в 50 мл воды и добавили 18,25 г 20%-го раствора соляной кислоты. Определите массовую долю соляной кислоты в полученном растворе. В ответе напишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления.
💡 Пошаговый разбор и решение:
При разложении нитрата серебра выделяется серебро и выделяются диоксид азота и кислород:
$2AgNO_3$ \to$ 2Ag + 2NO_2$\uparrow$ + O_2$\uparrow$ ( нагревание )$
С соляной кислотой реагирует только нитрат серебра:
$\ChemFormAgNO_3 + HCl \to AgCl\downarrow + HNO_3$
Серебро не взаимодействует с соляной кислотой.
Вычислим количество газов, образующихся при разложении нитрата серебра:
$\nu$ ( NO_2$ + O_2$ ) = 6,72 л/22,4 л/моль = 0,3 моль$
По уравнению реакции разложения нитрата серебра: $\ChemForm\nu ( Ag ) = 2/3\nu ( NO_2 + O_2 )$ Следовательно, $\nu$ ( Ag ) = 0,2 моль$ $m ( Ag ) = 108 г/моль \cdot $ 0,2 моль = 21,6 г$ Масса остатка складывается из образовавшегося при разложении нитрата серебра металлического серебра и не прореагировавшей полностью соли. Следовательно:
$m ост. ( AgNO_3$ ) = 25 г - 21,6 г = 3,4 г$
$\nu$ ост. ( AgNO_3$ ) = 3,4 г/170 г/моль = 0,02 моль$
Вычислим массу и количество вещества соляной кислоты в ее исходном растворе:
$m исх. ( HCl ) = 18,25 г \cdot $ 0,2 = 3,65 г$
$\nu$ исх. ( HCl ) = 3,65 г/36,5 г/моль = 0,1 моль$
По уравнению взаимодействия нитрата серебра с соляной кислотой $\nu$ ост. ( AgNO_3$ ) = \nu$ ( AgCl ) = \nu$ ( HCl )$ пошедшую на реакцию с ним. Следовательно, количество вещества и масса непрореагировавшей соляной кислоты:
$\nu$ ост. ( HCl ) = 0,1 моль - 0,02 моль = 0,08 моль$
$m ост. ( HCl ) = 0,08 моль \cdot $ 36,5 г/моль = 2,92 г$
Вычислим массу выпавшего осадка $\ChemFormAgCl:$
$m ( AgCl ) = M ( AgCl ) \cdot $ \nu$ ( AgCl ) = 0,02 моль \cdot $ 143,5 г/моль = 2,87 г$
Масса получившегося раствора равна:
$m ( р - ра ) = 3,4 г + 18,25 г + 50 г - 2,87 г = 68,78 г$
Массовая доля в получившемся растворе соляной кислоты равна:
$\omega$ ( HCl ) = m ост. ( HCl ) /m ( р - ра ) = 2,92 г/68,78 г = 0,0425 ( 4,25\% )$
Ответ: 4,25%.
$2AgNO_3$ \to$ 2Ag + 2NO_2$\uparrow$ + O_2$\uparrow$ ( нагревание )$
С соляной кислотой реагирует только нитрат серебра:
$\ChemFormAgNO_3 + HCl \to AgCl\downarrow + HNO_3$
Серебро не взаимодействует с соляной кислотой.
Вычислим количество газов, образующихся при разложении нитрата серебра:
$\nu$ ( NO_2$ + O_2$ ) = 6,72 л/22,4 л/моль = 0,3 моль$
По уравнению реакции разложения нитрата серебра: $\ChemForm\nu ( Ag ) = 2/3\nu ( NO_2 + O_2 )$ Следовательно, $\nu$ ( Ag ) = 0,2 моль$ $m ( Ag ) = 108 г/моль \cdot $ 0,2 моль = 21,6 г$ Масса остатка складывается из образовавшегося при разложении нитрата серебра металлического серебра и не прореагировавшей полностью соли. Следовательно:
$m ост. ( AgNO_3$ ) = 25 г - 21,6 г = 3,4 г$
$\nu$ ост. ( AgNO_3$ ) = 3,4 г/170 г/моль = 0,02 моль$
Вычислим массу и количество вещества соляной кислоты в ее исходном растворе:
$m исх. ( HCl ) = 18,25 г \cdot $ 0,2 = 3,65 г$
$\nu$ исх. ( HCl ) = 3,65 г/36,5 г/моль = 0,1 моль$
По уравнению взаимодействия нитрата серебра с соляной кислотой $\nu$ ост. ( AgNO_3$ ) = \nu$ ( AgCl ) = \nu$ ( HCl )$ пошедшую на реакцию с ним. Следовательно, количество вещества и масса непрореагировавшей соляной кислоты:
$\nu$ ост. ( HCl ) = 0,1 моль - 0,02 моль = 0,08 моль$
$m ост. ( HCl ) = 0,08 моль \cdot $ 36,5 г/моль = 2,92 г$
Вычислим массу выпавшего осадка $\ChemFormAgCl:$
$m ( AgCl ) = M ( AgCl ) \cdot $ \nu$ ( AgCl ) = 0,02 моль \cdot $ 143,5 г/моль = 2,87 г$
Масса получившегося раствора равна:
$m ( р - ра ) = 3,4 г + 18,25 г + 50 г - 2,87 г = 68,78 г$
Массовая доля в получившемся растворе соляной кислоты равна:
$\omega$ ( HCl ) = m ост. ( HCl ) /m ( р - ра ) = 2,92 г/68,78 г = 0,0425 ( 4,25\% )$
Ответ: 4,25%.
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 120446 • Задание №15
При нагревании предельных одноатомных спиртов с карбоновыми кислотами в присутствии серной кислоты образуются
...
ID 173702 • Задание №19
Сколько граммов сульфата меди (II) нужно внести в реакционную смесь, если для проведения реакции необходимо 8 ...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит все названные выше элементы | 4
В ответе допущена ошибка в одном из названных выше элементов | 3
В ответе допущена ошибка в двух из названных выше элементов | 2
В ответе допущена ошибка в трех из названных выше элементов | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 4
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит все названные выше элементы | 4
В ответе допущена ошибка в одном из названных выше элементов | 3
В ответе допущена ошибка в двух из названных выше элементов | 2
В ответе допущена ошибка в трех из названных выше элементов | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 4
🔗 Другие задания линии №34 по предмету Химия:
ID 126200
При нагревании образца карбоната кальция часть вещества разложилась. При этом выделилось 4,48 л...
ID 126201
Навеску гидрокарбоната натрия прокаливали в течение непродолжительного времени и получили тверд...
ID 126202
Навеску основного карбоната меди прокаливали в течение непродолжительного времени и получили тв...
ID 126203
Навеску технического карбоната кальция массой 8,00 г растворили в избытке соляной кислоты. К по...
ID 126204
Железную проволоку массой 0,295 г растворили при нагревании в избытке разбавленной азотной кисл...