Дано:
- масса твердого остатка после разложения нитрата серебра AgNO3 = 41,6 г
- масса раствора хлорида натрия NaCl = 120 г
- концентрация раствора NaCl = 17,5%
- масса конечного раствора = 105 г
- массовая доля NaCl в конечном растворе = 11,6%
Найти:
- объем смеси газов, выделившихся при разложении нитрата серебра
Решение:
1. Определим массу NaCl в растворе:
Масса NaCl в растворе = 120 г * 17,5% = 120 г * 0,175 = 21 г.
2. Определим массу NaCl, оставшуюся в растворе после реакции:
Масса NaCl в конечном растворе = 105 г * 11,6% = 105 г * 0,116 = 12,18 г.
Масса NaCl, прореагировавшего с остатком AgNO3 = 21 г - 12,18 г = 8,82 г.
3. Напишем уравнение реакции разложения нитрата серебра:
2 AgNO3 → 2 Ag + O2 + 2 NO2
Из уравнения видно, что 2 моль AgNO3 дают 1 моль O2 и 2 моль NO2.
4. Определим количество вещества NaCl, вступившего в реакцию:
Для образования хлорида серебра AgCl из NaCl, необходимое количество NaCl (реагировавшего) равно количеству вещества AgNO3 (так как 1 моль NaCl реагирует с 1 моль AgNO3).
Молекулярная масса NaCl = 58,5 г/моль. Количество вещества NaCl, прореагировавшего = 8,82 г / 58,5 г/моль = 0,151 моль.
5. Определим количество вещества AgNO3:
Из уравнения реакции видно, что на 2 моль AgNO3 требуется 2 моль NaCl. Таким образом, 0,151 моль NaCl требует 0,151 моль AgNO3.
6. Определим массу AgNO3, которая прореагировала:
Молекулярная масса AgNO3 = 108 + 14 + 3 * 16 = 169 г/моль.
Масса AgNO3 = 0,151 моль * 169 г/моль = 25,5 г.
7. Определим массу остаточного AgNO3:
Масса остаточного AgNO3 = масса исходного AgNO3 - масса прореагировавшего AgNO3.
Масса исходного AgNO3 = масса твердого остатка = 41,6 г.
Масса остаточного AgNO3 = 41,6 г - 25,5 г = 16,1 г.
8. Определим количество вещества выделившихся газов:
При разложении 2 моль AgNO3 выделяется 1 моль O2 и 2 моль NO2, то есть на 2 моль AgNO3 выделяется 3 моль газов.
Количество вещества газов, выделившихся из 25,5 г AgNO3 = (25,5 г / 169 г/моль) * 3 моль газа = 0,151 моль * 3 = 0,453 моль газов.
9. Определим объем выделившихся газов:
1 моль газа при нормальных условиях (0°C, 1 атм) занимает 22,4 л.
Объем выделившихся газов = 0,453 моль * 22,4 л/моль = 10,15 л.
Ответ: объем смеси газов, выделившихся при разложении нитрата серебра, равен 10,15 л.