Номер 1051, страница 167 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1051. Рассчитайте, какой максимальный объём (н. у.) аммиака может выделиться при действии избытка щёлочи на хлорид аммония массой 3,88 кг.

Дано:

масса хлорида аммония $m(NH_4Cl) = 3,88 \text{ кг}$

Щёлочь находится в избытке.

Найти:

$V_{max}(NH_3)$ (н. у.) - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия хлорида аммония с сильной щёлочью, например, с гидроксидом натрия ($NaOH$):

$NH_4Cl + NaOH \rightarrow NH_3 \uparrow + NaCl + H_2O$

По условию задачи щёлочь находится в избытке, следовательно, хлорид аммония прореагирует полностью. Расчёт максимального объёма выделившегося аммиака будем вести по хлориду аммония.

2. Вычислим молярную массу хлорида аммония ($M(NH_4Cl)$), используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы Д. И. Менделеева:

$M(NH_4Cl) = Ar(N) + 4 \cdot Ar(H) + Ar(Cl) = 14 + 4 \cdot 1 + 35,5 = 53,5 \text{ г/моль}$

3. Найдём количество вещества хлорида аммония. Для этого сначала переведем массу из килограммов в граммы:

$m(NH_4Cl) = 3,88 \text{ кг} = 3880 \text{ г}$

Теперь рассчитаем количество вещества ($n$):

$n(NH_4Cl) = \frac{m(NH_4Cl)}{M(NH_4Cl)} = \frac{3880 \text{ г}}{53,5 \text{ г/моль}} \approx 72,523 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, из 1 моль $NH_4Cl$ образуется 1 моль аммиака ($NH_3$). Cледовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$n(NH_3) = n(NH_4Cl) \approx 72,523 \text{ моль}$

5. Найдём максимальный объём аммиака, который выделится при нормальных условиях (н. у.). Молярный объём любого газа при н. у. ($V_m$) равен 22,4 л/моль.

$V(NH_3) = n(NH_3) \cdot V_m = 72,523 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} \approx 1624,5 \text{ л}$

Ответ: максимальный объём аммиака, который может выделиться, составляет $1624,5 \text{ л}$.