Учебник О.С. Габриеляна — одно из лучших пособий для изучения химии в 8-м классе. Материал изложен доступно, логично структурирован и дополнен красочными иллюстрациями, что делает обучение увлекательным и понятным.
Преимущества учебника:
1. Понятное изложение — сложные темы объяснены простым языком.
2. Практическая направленность — множество лабораторных работ и заданий.
3. Иллюстрации и схемы — помогают лучше усваивать материал.
4. Разноуровневые задания — от простых вопросов до сложных задач.
5. Связь с жизнью — примеры применения химии в реальной жизни.
Учебник сочетает доступность, практическую направленность и увлекательную подачу материала, что делает его отличным выбором для изучения химии и развития интереса к предмету.
ГДЗ по Химии 8 Класс Параграф 40 Вопрос 4 Базовый Уровень Габриелян — Подробные Ответы
Вычислите объём аммиака (н. у.), который выделится при взаимодействии 890 г нитрата аммония, содержащего 20% примесей, с раствором гидроксида натрия. Сколько граммов 20%-го раствора щёлочи потребуется для реакции?
Дано:
- \(m(\text{NH}_4\text{NO}_3 \text{ с прим.}) = 890 \text{ г}\)
- \(\omega(\text{прим.}) = 20\%\)
- \(\omega(\text{NaOH}) = 20\%\)
- \(M(\text{NH}_4\text{NO}_3) = 80 \text{ г/моль}\)
- \(M(\text{NaOH}) = 40 \text{ г/моль}\)
- \(V_m = 22,4 \text{ л/моль}\)
Найти:
- \(V(\text{NH}_3) = ?\)
- \(m(\text{раствора NaOH}) = ?\)
Решение:
Уравнение реакции:
\(\text{NH}_4\text{NO}_3 + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaNO}_3 + \text{NH}_3\uparrow + \text{H}_2\text{O}\)
Массовая доля чистого \(\text{NH}_4\text{NO}_3\):
\(\omega(\text{NH}_4\text{NO}_3) = 100\% — 20\% = 80\% = 0,8\)
Масса чистого \(\text{NH}_4\text{NO}_3\):
\(m(\text{NH}_4\text{NO}_3) = m(\text{NH}_4\text{NO}_3 \text{ с прим.}) \cdot \omega(\text{NH}_4\text{NO}_3) = 890 \cdot 0,8 = 712 \text{ (г)}\)
Количество моль \(\text{NH}_4\text{NO}_3\):
\(n(\text{NH}_4\text{NO}_3) = \frac{m}{M} = \frac{712}{80} = 8,9 \text{ (моль)}\)
По уравнению реакции:
| NH₄NO₃ | NaOH | NH₃ |
|---|---|---|
| 8,9 моль | x моль | y моль |
| 1 молекула | 1 молекула | 1 молекула |
Из стехиометрии реакции:
\(x = y = n(\text{NaOH}) = n(\text{NH}_3) = 8,9 \cdot \frac{1}{1} = 8,9 \text{ (моль)}\)
Объем аммиака (\(\text{NH}_3\)):
\(V(\text{NH}_3) = n \cdot V_m = 8,9 \cdot 22,4 = 199,36 \text{ (л)}\)
Масса \(\text{NaOH}\):
\(m(\text{NaOH}) = n \cdot M = 8,9 \cdot 40 = 356 \text{ (г)}\)
Расчет массы раствора \(\text{NaOH}\):
| NaOH | 356 г | 20% |
|---|---|---|
| Раствор NaOH | x г | 100% |
\(x = m(\text{раствора NaOH}) = \frac{356 \cdot 100}{20} = 1780 \text{ (г)}\)
Ответ: \(199,36 \text{ л}\), \(1780 \text{ г}\).
1. Анализ условия задачи и данные:
Нам даны следующие величины:
— \(m(\text{NH}_4\text{NO}_3 \text{ с прим.}) = 890 \text{ г}\): Общая масса образца нитрата аммония, который содержит примеси.
— \(\omega(\text{прим.}) = 20\%\): Массовая доля примесей в образце. Это означает, что 20% от 890 г составляет не нитрат аммония, а другие вещества, которые не участвуют в реакции.
— \(\omega(\text{NaOH}) = 20\%\): Массовая доля гидроксида натрия (щелочи) в его растворе. Это означает, что в каждом 100 г раствора содержится 20 г чистого \(\text{NaOH}\).
— \(M(\text{NH}_4\text{NO}_3) = 80 \text{ г/моль}\): Молярная масса нитрата аммония. Это масса одного моля \(\text{NH}_4\text{NO}_3\).
— \(M(\text{NaOH}) = 40 \text{ г/моль}\): Молярная масса гидроксида натрия. Это масса одного моля \(\text{NaOH}\).
— \(V_m = 22,4 \text{ л/моль}\): Молярный объем газа при нормальных условиях (н.у.). Это объем, который занимает один моль любого газа при 0°C и 1 атмосфере давления. Аммиак (\(\text{NH}_3\)) является газом.
Нам нужно найти:
— \(V(\text{NH}_3)\): Объем выделившегося аммиака при нормальных условиях.
— \(m(\text{раствора NaOH})\): Масса 20%-го раствора гидроксида натрия, необходимого для реакции.
2. Уравнение химической реакции:
Первым шагом в любой расчетной задаче по химии является запись и уравнивание химического уравнения. В данном случае происходит реакция между нитратом аммония (\(\text{NH}_4\text{NO}_3\)) и гидроксидом натрия (\(\text{NaOH}\)). Это реакция обмена, в результате которой образуется соль нитрат натрия (\(\text{NaNO}_3\)), вода (\(\text{H}_2\text{O}\)) и газообразный аммиак (\(\text{NH}_3\)).
\(\text{NH}_4\text{NO}_3 + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaNO}_3 + \text{NH}_3\uparrow + \text{H}_2\text{O}\)
Это уравнение уже уравнено, то есть количество атомов каждого элемента одинаково в левой и правой частях уравнения. Коэффициенты перед всеми веществами равны 1. Это означает, что 1 моль \(\text{NH}_4\text{NO}_3\) реагирует с 1 молем \(\text{NaOH}\) с образованием 1 моля \(\text{NaNO}_3\), 1 моля \(\text{NH}_3\) и 1 моля \(\text{H}_2\text{O}\).
3. Расчет массы чистого нитрата аммония:
Образец нитрата аммония содержит 20% примесей. Это означает, что только оставшаяся часть является чистым нитратом аммония, который будет участвовать в реакции.
— Массовая доля чистого \(\text{NH}_4\text{NO}_3\) = 100% (общая масса) — 20% (примеси) = 80%.
— В десятичных долях это 0,8.
Теперь найдем массу чистого \(\text{NH}_4\text{NO}_3\) в 890 г образца:
\(m(\text{NH}_4\text{NO}_3) = m(\text{NH}_4\text{NO}_3 \text{ с прим.}) \cdot \omega(\text{NH}_4\text{NO}_3) = 890 \text{ г} \cdot 0,8 = 712 \text{ г}\)
4. Расчет количества моль чистого нитрата аммония:
Для проведения расчетов по химическому уравнению нам необходимо знать количество вещества в молях. Используем формулу: \(n = \frac{m}{M}\), где \(n\) — количество вещества (моль), \(m\) — масса вещества (г), \(M\) — молярная масса вещества (г/моль).
\(n(\text{NH}_4\text{NO}_3) = \frac{712 \text{ г}}{80 \text{ г/моль}} = 8,9 \text{ моль}\)
5. Расчет количества моль аммиака и гидроксида натрия по стехиометрии:
Согласно уравнению реакции \(\text{NH}_4\text{NO}_3 + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaNO}_3 + \text{NH}_3\uparrow + \text{H}_2\text{O}\), мольные соотношения между реагентами и продуктами следующие:
1 моль \(\text{NH}_4\text{NO}_3\) реагирует с 1 молем \(\text{NaOH}\) и образует 1 моль \(\text{NH}_3\).
Поскольку мы имеем 8,9 моль \(\text{NH}_4\text{NO}_3\), то:
— Количество моль \(\text{NaOH}\), необходимое для реакции: \(n(\text{NaOH}) = n(\text{NH}_4\text{NO}_3) \cdot \frac{1 \text{ моль NaOH}}{1 \text{ моль NH}_4\text{NO}_3} = 8,9 \text{ моль}\)
— Количество моль \(\text{NH}_3\), которое образуется: \(n(\text{NH}_3) = n(\text{NH}_4\text{NO}_3) \cdot \frac{1 \text{ моль NH}_3}{1 \text{ моль NH}_4\text{NO}_3} = 8,9 \text{ моль}\)
6. Расчет объема аммиака:
Для газов при нормальных условиях (н.у.) объем одного моля равен 22,4 л/моль. Используем формулу: \(V = n \cdot V_m\).
\(V(\text{NH}_3) = 8,9 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 199,36 \text{ л}\)
7. Расчет массы чистого гидроксида натрия:
Мы знаем, что для реакции потребуется 8,9 моль \(\text{NaOH}\). Теперь переведем это количество в массу, используя молярную массу \(\text{NaOH}\)
(\(M(\text{NaOH}) = 40 \text{ г/моль}\)):
\(m(\text{NaOH}) = n(\text{NaOH}) \cdot M(\text{NaOH}) = 8,9 \text{ моль} \cdot 40 \text{ г/моль} = 356 \text{ г}\)
8. Расчет массы раствора гидроксида натрия:
Нам нужен не чистый \(\text{NaOH}\), а его 20%-й раствор. Массовая доля вещества в растворе определяется как:
\(\omega(\text{вещества}) = \frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})} \cdot 100\%\)
Отсюда, масса раствора: \(m(\text{раствора}) = \frac{m(\text{вещества})}{\omega(\text{вещества})} \cdot 100\%\)
В нашем случае:
\(m(\text{раствора NaOH}) = \frac{356 \text{ г (чистого NaOH)}}{20\%} \cdot 100\% = \frac{356}{0,20} = 1780 \text{ г}\)
Окончательный ответ:
— Объем выделившегося аммиака: \(199,36 \text{ л}\)
— Масса потребуется 20%-го раствора гидроксида натрия: \(1780 \text{ г}\)
Любой навык лучше отрабатывать самостоятельной практикой, и решение задач — не исключение. Прежде чем обратиться к подсказкам, стоит попробовать справиться с заданием, опираясь на свои знания. Если дойти до конца удалось — проверить ответ и в случае расхождений сверить своё решение с правильным.