Химия

Решение. При взаимодействии нитрата серебра $AgNO_{3}$ с хлоридом натрия $NaCl$ выпадает в осадок нерастворимый хлорид серебра:

$Ag^{+} + Cl^{-} = AgCl \downarrow$ (1)

В молекулярной форме уравнение реакции следует записать следующим образом:

$AgNO_{3} + NaCl = AgCl \downarrow + NaNO_{3}$ (2)

Таким образом, количество вещества осадка $AgCl$ будет определяться количествами веществ $AgNO_{3}$ и $NaCl$, причем эти соединения реагируют, согласно уравнениям (1) и (2), в молярном соотношении 1:1. При решении этой задачи следует иметь в виду, что может осуществляться один из трех вариантов соотношения количеств веществ:

1) $NaCl$ взят в избытке. Тогда серебро из $AgNO_{3}$ в виде соли $AgCl$ осаждается полностью, и в растворе, после того как осадок $AgCl$ отфильтрован, останется $NaNO_{3}$ и $NaCl$;

2) $NaCl$ взят в недостатке (т. е. в избытке взят $AgNO_{3}$). В этом случае в растворе после фильтрования выпавшего осадка останется $AgNO_{3}$ и $NaNO_{3}$;

3) $NaCl$ и $AgNO_{3}$ взяты в эквимолярном отношении. В растворе после фильтрования $AgCl$ останется только $NaNO_{3}$.

Расчет. 1-й способ.
1. Массу раствора $NaCl$ вычисляем по формуле:

$m = V \rho = 41,7 мл \cdot 1,2 г/мл = 50,04 г$

Теперь можно найти массу $NaCl$ в 50,04 г 26%-ного раствора $NaCl$:

100 г 26%-ного раствора $NaCl$ содержат 26 г $NaCl$
50,04 г 26%-ного раствора $NaCl$ содержат $x$ г $NaCl$

$100 : 26 = 50,04 : х; x = 13,01 г$

(При решении задач такого типа гораздо удобнее пользоваться молярными соотношениями, или, другими словами, решать задачу в молях - см. 2-й способ решения этой задачи.)

2. Определим, сколько граммов $NaCl$ требуется для взаимодействия с 13 г $AgNO_{3}$.

Согласно уравнению реакции (2),

170 г $AgNO_{3}$ взаимодействуют с 58,5 г $NaCl$
13 г $AgNO_{3}$ взаимодействует с $y$ г $NaCl$
$170 : 58,5 = 13 : y; y = 4,47 г$

Таким образом, прореагировало 4,47 г $NaCl$, а взятый раствор содержал 13,01 г $NaCl$.

Итак, расчет показывает, что $NaCl$ взят в избытке, поэтому в растворе останется:

13,01 г - 4,47 г = 8,54 г ($NaCl$)

3. Определим массу $NaNO_{3}$, образовавшегося в результате реакции (2):

из 170 г $AgNO_{3}$ образуется 85 г $NaNO_{3}$
из 13 г $AgNO_{3}$ образуется $z$ г $NaNO_{3}$
$170:85 = 13:z; z = 6,5 г$

Таким образом, после окончания реакции в растворе остается 8,54 г непрореагировавшего $NaCl$, образуется 6,5 г $NaNO_{3}$ и выпадает осадок $AgCl$ (масса его не спрашивается в условии задачи).

2-й способ. Решим эту задачу, используя не массовые, а молярные соотношения. Мы специально приводим два решения, чтобы на примере показать, насколько удобнее и нагляднее можно решить задачу, используя подход «в молях».

Ранее мы нашли, что исходный раствор содержит 13,01 г $NaCl$ и 13,00 г $AgNO_{3}$ (по условию задачи), что составляет:

$\nu (NaCl) = \frac{m}{M} = \frac{13,01 г}{58,5 г/моль} = 0,22 моль$
$\nu (AgNO_{3} ) = \frac{m}{M} = \frac{13,00 г}{ 170 г/моль} = 0,076 моль$

Отсюда сразу видно, что в исходном растворе хлорид натрия содержится в избытке (осуществляется первый вариант соотношения исходных веществ). А так как, согласно уравнению (2), вещества реагируют в молярном отношении 1:1, значит 0,076 моль $AgNO_{3}$ нацело реагируют с 0,076 моль $NaCl$, образуя при этом 0,076 моль $NaNO_{3}$ (остается в растворе) и 0,076 моль $AgCl$ (выпадает в осадок). Кроме того, в растворе еще остается (NULL,22 - 0,076) 0,146 моль непрореагировавшего $NaCl$.

Таким образом, после окончания реакции в растворе содержатся нитрат натрия и хлорид натрия, массы которых составляют:

$m(NaNO_{3}) = \nu \cdot M = 0,076 моль \cdot 85 г/моль = 6,5 г$
$m(NaCl) = \nu \cdot M = 0,146 моль \cdot 58,5 г/моль = 8,5 г$

Ответ: в растворе осталось 6,5 г $NaNO_{3}$ и 8,54 г $NaCl$.