Химия
8 класс
Вопрос
Трубку, снабженную с двух сторон кранами, заполняют хлором. Затем через один из кранов в трубку вводят 15 мл аммиачной воды и выдерживают ее длительное время. Далее трубку одним концом погружают в раствор тиосульфата натрия и открывают кран, при этом раствор частично заполняет трубку и через некоторое время мутнеет. После этого в трубке остается бесцветный негорючий газ, не растворимый в воде и не поддерживающий горения. После выравнивания давления внутри трубки с наружным объем оставшегося газа оказывается равным 30,4 мл.
а. Зная, что сера, которая входит в состав тиосульфата, подвергается окислению, напишите уравнения реакций, происходящих в трубке.
б. Вычислите нормальную концентрацию использованной аммиачной воды, если во время опыта атмосферное давление было равно 730 мм рт. ст., температура $15^{\circ} С$, а давление паров воды при этой температуре составляет 13 мм рт. ст.
Ответ
В описанном опыте происходят следующие реакции
$8NH_3 + 3Cl_2 \underset {H_2O}{\rightarrow} N_2 + 6NH_4Cl$, (1)
$Cl_2 + Na_2S_2O_3 + H_2O = Na_2SO_4 + 2HCl + S$. (2)
Помутнение раствора связано с выделением серы. Из уравнения (1) следует, что если из 8 молей аммиака выделяется 1 моль (22 400 мл) азота, то из $х$ молей аммиака выделяется $V_0$ мл азота; так как
$V_0 = \frac {30,4 (730 - 15) \cdot 273}{760 \cdot 288} = 27,3 \: мл N_2$,
то
$x = \frac{27,38}{22400} = 9,75 \cdot 10^{-3}$ моля.
В 15 мл раствора содержится $9,75 \cdot 10^{-3}$ \: моля $NH_3$, то в 1000 мл раствора - $у$ молей $NH_3$, $у = 0,65$ моля $NH_3$.