При нагревании образца нитрата серебра часть вещества разложилась и выделилась смесь газов объемом 6,72 л (в пересчете на н. у.). Масса остатка составила 25,0 г. После этого остаток поместили в 50 мл воды и добавили 18,25 г 20%-й соляной кислоты. Определите массовую долю хлороводорода в полученном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
💡 Пошаговый разбор и решение:
Запишем уравнение разложения нитрата серебра (I):
$\ChemForm2AgNO_3 \reactrarrow1 cm\scriptsize t ^{\circ} 2Ag + 2NO_2\uparrow + O_2\uparrow$ (1).
По уравнению (1) вычислим количество вещества образовавшейся газовой смеси и массу образовавшегося серебра:
$\nu ( \rm NO_2 + O_2 ) = $\frac{\it V ( \rm NO_2 + O_2 )}{\it V_M}$ = $\frac{6,72}{22,4}$ = 0,300 ( моль )$
$3\nu ( \rm Ag ) =2\nu ( \rm NO_2 + O_2 )$
$\nu ( \rm Ag ) = $\frac{2\nu ( \rm NO_2 + O_2 )}{3}$ = $\frac{2 \cdot 0,300}{3}$ =0,200 ( моль )$
$\it m ( \rm Ag ) =\nu ( \rm Ag ) \cdot \it M ( \rm Ag ) =0,200 \cdot 108=21,6 ( г )$
Таким образом, твердый остаток — это смесь образовавшегося серебра и оставшегося нитрата серебра (I). Вычислим массу и количество вещества оставшегося нитрата серебра (I):
$\it m_ост ( \rm AgNO_3 ) =\it m ( \rm остатка ) - \it m ( \rm Ag ) =25,0 - 21,6=3,4 ( г )$
$\nu_ост ( \rm AgNO_3 ) = $\frac{\it m_ост ( \rm AgNO_3 )}{\it M ( \rm AgNO_3 )}$ = $\frac{3,4}{170}$ =0,020 ( моль )$
С соляной кислотой реагирует только нитрат серебра (I):
$\ChemFormAgNO_3 + HCl \to AgCl\downarrow + HNO_3$ (2).
Вычислим массу и количество вещества хлороводорода в исходной соляной кислоте:
$\it m_нач ( \rm HCl ) = \it m_нач. р - ра ( \rm HCl ) \cdot \omega_нач ( \rm HCl ) =18,25 \cdot 0,2=3,65 ( г )$
$\nu_нач ( \rm HCl ) = $\frac{\it m_нач ( \rm HCl )}{\it M ( \rm HCl )}$ = $\frac{3,65}{36,5}$ =0,100 ( моль )$
По уравнению (2):
$\nu_израсх ( \rm HCl ) =\nu ( \rm AgCl ) =\nu_ост ( \rm AgNO_3 ) =0,020 моль$
Откуда:
$\nu_ост ( \rm HCl ) =\nu_нач ( \rm HCl ) - \nu_израсх ( \rm HCl ) =0,100 - 0,020=0,080 моль$ $\nu_ост ( \rm HCl ) =\nu_нач ( \rm HCl ) - \nu_израсх ( \rm HCl ) =$
$=0,100 - 0,020=0,080 моль$
$\it m_ост ( \rm HCl ) =\nu_ост ( \rm HCl ) \cdot \it M ( \rm HCl ) =0,080 \cdot 36,5 = 2,92 ( г )$
$\it m ( \rm AgCl ) =\nu ( \rm AgCl ) \cdot \it M ( \rm AgCl ) =0,020 \cdot 143,5 = 2,87 ( г )$
Найдем массу конечного раствора (нерастворимые в воде серебро и хлорид серебра в состав раствора не входят):
$\it m_конечн ( \rmр - ра ) =\it m_ост ( \rm AgNO_3 ) + \it V ( \rm H_2O ) \cdot \rho ( \rm H_2O ) + \it m_нач. р - ра ( \rm HCl ) - \it m ( \rm AgCl ) =$
$=3,4 + 18,25 + 50 \cdot 1 - 2,87=68,78 ( г )$ $\it m_конечн ( \rmр - ра ) =$
$=\it m_ост ( \rm AgNO_3 ) + \it V ( \rm H_2O ) \cdot \rho ( \rm H_2O ) + \it m_нач. р - ра ( \rm HCl ) - \it m ( \rm AgCl ) =$
$=3,4 + 18,25 + 50 \cdot 1 - 2,87=68,78 ( г )$
Определим массовую долю хлороводорода в полученном растворе:
$\omega ( \rm HCl ) = $\frac{\it m_ост ( \rm HCl )}{\it m_конечн ( \rmр - ра )}$ = $\frac{2,92}{68,78}$ =0,0425 или 4,25\%$
Ответ: $\omega ( \rm HCl ) =4,25\%$
$\ChemForm2AgNO_3 \reactrarrow1 cm\scriptsize t ^{\circ} 2Ag + 2NO_2\uparrow + O_2\uparrow$ (1).
По уравнению (1) вычислим количество вещества образовавшейся газовой смеси и массу образовавшегося серебра:
$\nu ( \rm NO_2 + O_2 ) = $\frac{\it V ( \rm NO_2 + O_2 )}{\it V_M}$ = $\frac{6,72}{22,4}$ = 0,300 ( моль )$
$3\nu ( \rm Ag ) =2\nu ( \rm NO_2 + O_2 )$
$\nu ( \rm Ag ) = $\frac{2\nu ( \rm NO_2 + O_2 )}{3}$ = $\frac{2 \cdot 0,300}{3}$ =0,200 ( моль )$
$\it m ( \rm Ag ) =\nu ( \rm Ag ) \cdot \it M ( \rm Ag ) =0,200 \cdot 108=21,6 ( г )$
Таким образом, твердый остаток — это смесь образовавшегося серебра и оставшегося нитрата серебра (I). Вычислим массу и количество вещества оставшегося нитрата серебра (I):
$\it m_ост ( \rm AgNO_3 ) =\it m ( \rm остатка ) - \it m ( \rm Ag ) =25,0 - 21,6=3,4 ( г )$
$\nu_ост ( \rm AgNO_3 ) = $\frac{\it m_ост ( \rm AgNO_3 )}{\it M ( \rm AgNO_3 )}$ = $\frac{3,4}{170}$ =0,020 ( моль )$
С соляной кислотой реагирует только нитрат серебра (I):
$\ChemFormAgNO_3 + HCl \to AgCl\downarrow + HNO_3$ (2).
Вычислим массу и количество вещества хлороводорода в исходной соляной кислоте:
$\it m_нач ( \rm HCl ) = \it m_нач. р - ра ( \rm HCl ) \cdot \omega_нач ( \rm HCl ) =18,25 \cdot 0,2=3,65 ( г )$
$\nu_нач ( \rm HCl ) = $\frac{\it m_нач ( \rm HCl )}{\it M ( \rm HCl )}$ = $\frac{3,65}{36,5}$ =0,100 ( моль )$
По уравнению (2):
$\nu_израсх ( \rm HCl ) =\nu ( \rm AgCl ) =\nu_ост ( \rm AgNO_3 ) =0,020 моль$
Откуда:
$\nu_ост ( \rm HCl ) =\nu_нач ( \rm HCl ) - \nu_израсх ( \rm HCl ) =0,100 - 0,020=0,080 моль$ $\nu_ост ( \rm HCl ) =\nu_нач ( \rm HCl ) - \nu_израсх ( \rm HCl ) =$
$=0,100 - 0,020=0,080 моль$
$\it m_ост ( \rm HCl ) =\nu_ост ( \rm HCl ) \cdot \it M ( \rm HCl ) =0,080 \cdot 36,5 = 2,92 ( г )$
$\it m ( \rm AgCl ) =\nu ( \rm AgCl ) \cdot \it M ( \rm AgCl ) =0,020 \cdot 143,5 = 2,87 ( г )$
Найдем массу конечного раствора (нерастворимые в воде серебро и хлорид серебра в состав раствора не входят):
$\it m_конечн ( \rmр - ра ) =\it m_ост ( \rm AgNO_3 ) + \it V ( \rm H_2O ) \cdot \rho ( \rm H_2O ) + \it m_нач. р - ра ( \rm HCl ) - \it m ( \rm AgCl ) =$
$=3,4 + 18,25 + 50 \cdot 1 - 2,87=68,78 ( г )$ $\it m_конечн ( \rmр - ра ) =$
$=\it m_ост ( \rm AgNO_3 ) + \it V ( \rm H_2O ) \cdot \rho ( \rm H_2O ) + \it m_нач. р - ра ( \rm HCl ) - \it m ( \rm AgCl ) =$
$=3,4 + 18,25 + 50 \cdot 1 - 2,87=68,78 ( г )$
Определим массовую долю хлороводорода в полученном растворе:
$\omega ( \rm HCl ) = $\frac{\it m_ост ( \rm HCl )}{\it m_конечн ( \rmр - ра )}$ = $\frac{2,92}{68,78}$ =0,0425 или 4,25\%$
Ответ: $\omega ( \rm HCl ) =4,25\%$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 173527 • Задание №16
Из перечисленных суждений о правилах работы с веществами и оборудованием в лаборатории и быту выберите верное(...
ID 173635 • Задание №18
Вычислите в процентах массовую долю меди в сульфате меди (II). Запишите число с точностью до целых....
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы:
— правильно записаны уравнения реакций, соответствующих условию задания;
— правильно произведены вычисления, в которых используются необходимые физические величины, заданные в условии задания;
— продемонстрирована логически обоснованная взаимосвязь физических величин, на основании которых проводятся расчеты;
— в соответствии с условием задания определена искомая физическая величина
| 4
Правильно записаны три элемента ответа | 3
Правильно записаны два элемента ответа | 2
Правильно записан один элемент ответа | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 4
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы:
— правильно записаны уравнения реакций, соответствующих условию задания;
— правильно произведены вычисления, в которых используются необходимые физические величины, заданные в условии задания;
— продемонстрирована логически обоснованная взаимосвязь физических величин, на основании которых проводятся расчеты;
— в соответствии с условием задания определена искомая физическая величина
| 4
Правильно записаны три элемента ответа | 3
Правильно записаны два элемента ответа | 2
Правильно записан один элемент ответа | 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...