Номер 18, страница 11 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

18. В воде массой 150 г растворили хлороводород объёмом (н. у.) 22,4 дм³. Рассчитайте массовую долю HCl в полученном растворе.

Дано:

$m(H_2O) = 150 \text{ г}$

$V(HCl) = 22,4 \text{ дм}^3$ (н. у.)

Перевод в систему СИ:

$m(H_2O) = 0,150 \text{ кг}$

$V(HCl) = 0,0224 \text{ м}^3$

Найти:

$\omega(HCl) - ?$

Решение:

Массовая доля растворенного вещества ($\omega$) в растворе определяется по формуле: $$ \omega(\text{вещества}) = \frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})} $$ Масса раствора ($m(\text{раствора})$) является суммой массы растворителя ($m(H_2O)$) и массы растворенного вещества ($m(HCl)$): $$ m(\text{раствора}) = m(H_2O) + m(HCl) $$ Для решения задачи необходимо найти массу хлороводорода.

1. Найдем количество вещества хлороводорода ($n(HCl)$). Поскольку объем дан для нормальных условий (н. у.), мы можем использовать молярный объем газа ($V_m$), который при н. у. равен $22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}$. $$ n(HCl) = \frac{V(HCl)}{V_m} = \frac{22,4 \text{ дм}^3}{22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}} = 1 \text{ моль} $$

2. Рассчитаем массу хлороводорода ($m(HCl)$), используя его количество вещества и молярную массу ($M(HCl)$). Молярная масса HCl рассчитывается как сумма атомных масс водорода и хлора: $$ M(HCl) = M(H) + M(Cl) \approx 1 + 35,5 = 36,5 \text{ г/моль} $$ Теперь находим массу 1 моль HCl: $$ m(HCl) = n(HCl) \times M(HCl) = 1 \text{ моль} \times 36,5 \text{ г/моль} = 36,5 \text{ г} $$

3. Вычислим общую массу полученного раствора: $$ m(\text{раствора}) = m(H_2O) + m(HCl) = 150 \text{ г} + 36,5 \text{ г} = 186,5 \text{ г} $$

4. Теперь мы можем рассчитать массовую долю HCl в растворе. Выразим результат в процентах, умножив на 100%. $$ \omega(HCl) = \frac{m(HCl)}{m(\text{раствора})} \times 100\% = \frac{36,5 \text{ г}}{186,5 \text{ г}} \times 100\% \approx 0,1957 \times 100\% \approx 19,6\% $$

Ответ: массовая доля HCl в полученном растворе составляет 19,6%.