ГДЗ по Химии 10 Класс Параграф 10 Вопрос 5 Габриелян, Остроумов — Подробные Ответы

Содержание аммиака в аммиачной воде составляет 3,4 %. Какую массу сульфата аммония можно получить из 2 т аммиачной воды?

Дано

• m(амм. воды) = 2 т = 2 000 000 г
• ω(NH₃) = 3,4%
• M(NH₃) = 17 г/моль
• M((NH₄)₂SO₄) = 132 г/моль

Найти:

• m((NH₄)₂SO₄) = ?

Уравнение реакции

2NH₃ + 2H₂O + SO₄²⁻ → (NH₄)₂SO₄ + 2OH⁻

Пошаговое решение

1. Находим массу чистого аммиака в растворе
m(NH₃) = m(амм. воды) · ω(NH₃) / 100%
m(NH₃) = 2 000 000 · 0,034 = 68 000 (г)

2. Находим количество вещества аммиака (в молях)
n(NH₃) = m / M = 68 000 / 17 = 4000 (моль)

3. Находим количество вещества сульфата аммония по уравнению
Согласно уравнению реакции, из 2 молекул аммиака получается 1 молекула сульфата аммония (соотношение 2:1).

x = n((NH₄)₂SO₄) = 4000 · 1/2 = 2000 (моль)

4. Вычисляем массу полученного сульфата аммония
m((NH₄)₂SO₄) = n · M
m((NH₄)₂SO₄) = 2000 · 132 = 264 000 (г)

Перевод единиц и ответ

264 000 г = 264 кг = 0,264 т

Ответ: 0,264 т.

Эта задача посвящена промышленному получению сульфата аммония — ценного азотного удобрения. Чтобы решить её, мы пройдем путь от огромной массы раствора до конкретного количества молекул и обратно к весу готового продукта.

Шаг 1: Отделяем «полезное» от воды

Нам дано 2 тонны аммиачной воды. Важно понимать: это не чистый аммиак, а смесь. Представьте себе ведро воды, в котором растворили немного газа. Нам нужно узнать, сколько именно газа (аммиака) там находится.

1. Переводим тонны в граммы, чтобы расчеты были точными:
2 т = 2 000 000 г
2. Используем массовую долю (3,4%), чтобы найти массу чистого аммиака (NH₃):
m(NH₃) = 2 000 000 г · 0,034 = 68 000 г
Теперь мы знаем: в 2 тоннах раствора «плавает» ровно 68 килограмм чистого аммиака.

Шаг 2: Переходим на язык химии (Моли)

Химические реакции не происходят «килограмм на килограмм». Они происходят «молекула на молекулу». Чтобы посчитать количество молекул, мы используем моли.

1. Узнаем, сколько весит одна «порция» (моль) аммиака. По таблице Менделеева это 17 г/моль.
2. Считаем количество порций:
n(NH₃) = 68 000 г / 17 г/моль = 4000 моль
Итак, у нас в распоряжении 4000 «стандартных пачек» молекул аммиака.

Шаг 3: Анализируем «рецепт» (Уравнение)

Посмотрим на уравнение реакции:
2NH₃ + 2H₂O + SO₄²⁻ → (NH₄)₂SO₄ + 2OH⁻

Главное здесь — цифры перед формулами (коэффициенты):

• Перед NH₃ стоит цифра 2.
• Перед (NH₄)₂SO₄ цифры нет (значит, там подразумевается 1).

Что это значит?

Это значит, что для создания одной молекулы удобрения нам нужно две молекулы аммиака. Удобрение «забирает» аммиак в двойном объеме. Значит, порций готового продукта будет в два раза меньше, чем было порций аммиака:
n((NH₄)₂SO₄) = 4000 моль / 2 = 2000 моль

Шаг 4: Считаем вес готового продукта

Теперь нам нужно превратить эти 2000 порций удобрения обратно в понятные граммы и тонны.

1. Узнаем массу одной порции (молярную массу) сульфата аммония. Она дана в условии: 132 г/моль.
2. Умножаем количество порций на вес одной порции:
m((NH₄)₂SO₄) = 2000 моль · 132 г/моль = 264 000 г

Шаг 5: Финальный перевод единиц

Химики получили число в граммах, но в промышленности удобрения считают тоннами.
1. Переводим в килограммы: 264 000 г / 1000 = 264 кг
2. Переводим в тонны: 264 кг / 1000 = 0,264 т

Ответ: Из 2 тонн аммиачной воды получится 0,264 тонны (или 264 кг) сухого сульфата аммония.