Номер 746, страница 131 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

746. К раствору нитрата серебра массой 87,0 г добавили избыток раствора хлорида натрия. Выпавший осадок отфильтровали и высушили, его масса составила 14,3 г. Рассчитайте массовую долю нитрата серебра в исходном растворе.

Дано:

$m_{р-ра(AgNO_3)} = 87,0 \text{ г}$
$m_{осадка(AgCl)} = 14,3 \text{ г}$

Найти:

$\omega(AgNO_3) - ?$

Решение:

При добавлении раствора хлорида натрия к раствору нитрата серебра протекает реакция ионного обмена с образованием белого творожистого осадка хлорида серебра ($AgCl$). Составим уравнение химической реакции:

$AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl \downarrow + NaNO_3$

Согласно условию задачи, раствор хлорида натрия был в избытке. Это означает, что весь нитрат серебра, содержавшийся в исходном растворе, прореагировал полностью, образовав осадок.

Для проведения расчетов нам понадобятся молярные массы нитрата серебра ($AgNO_3$) и хлорида серебра ($AgCl$). Вычислим их, используя значения относительных атомных масс из Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева:

$M(AgNO_3) = Ar(Ag) + Ar(N) + 3 \cdot Ar(O) = 108 + 14 + 3 \cdot 16 = 170 \text{ г/моль}$

$M(AgCl) = Ar(Ag) + Ar(Cl) = 108 + 35,5 = 143,5 \text{ г/моль}$

Зная массу выпавшего осадка, найдем его количество вещества (число молей):

$n(AgCl) = \frac{m(AgCl)}{M(AgCl)} = \frac{14,3 \text{ г}}{143,5 \text{ г/моль}} \approx 0,09965 \text{ моль}$

По уравнению реакции, стехиометрическое соотношение между нитратом серебра и хлоридом серебра составляет 1:1. Это значит, что для образования 1 моль $AgCl$ требуется 1 моль $AgNO_3$. Следовательно, количество вещества прореагировавшего нитрата серебра равно количеству вещества образовавшегося осадка:

$n(AgNO_3) = n(AgCl) \approx 0,09965 \text{ моль}$

Теперь мы можем рассчитать массу чистого нитрата серебра, которая содержалась в исходном растворе:

$m(AgNO_3) = n(AgNO_3) \cdot M(AgNO_3) \approx 0,09965 \text{ моль} \cdot 170 \text{ г/моль} \approx 16,94 \text{ г}$

Наконец, рассчитаем массовую долю нитрата серебра в исходном растворе. Массовая доля вещества в растворе – это отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора.

$\omega(AgNO_3) = \frac{m(AgNO_3)}{m_{р-ра(AgNO_3)}} = \frac{16,94 \text{ г}}{87,0 \text{ г}} \approx 0,1947$

Чтобы выразить массовую долю в процентах, умножим полученное значение на 100%:

$\omega(AgNO_3) \approx 0,1947 \cdot 100\% = 19,47\% \approx 19,5\%$

Ответ: массовая доля нитрата серебра в исходном растворе составляет 19,5%.