Chemistry · real student question

2.0 克硝酸銀與 3.0 克氯化鈉反應,可以生成多少克氯化銀沉澱?

Question

2.0 g2.0\ \text{g} 硝酸銀與 3.0 g3.0\ \text{g} 氯化鈉反應,可以生成多少克的氯化銀沉澱?

Step-by-step solution

  1. 先寫出並平衡反應式。 沒有莫耳比,化學計量就毫無意義;而這裡的比例正是讓算術變簡單的關鍵:

    AgNO3+NaClAgCl+NaNO3\mathrm{AgNO_3} + \mathrm{NaCl} \rightarrow \mathrm{AgCl}\downarrow + \mathrm{NaNO_3}

    方程式本來就已平衡,所以硝酸銀、氯化鈉與氯化銀三者的比例是 1:1:11:1:1

  2. 算出需要的莫耳質量。Ag=107.87\mathrm{Ag}=107.87N=14.01\mathrm{N}=14.01O=16.00\mathrm{O}=16.00Na=22.99\mathrm{Na}=22.99Cl=35.45 g/mol\mathrm{Cl}=35.45\ \text{g/mol}

    M(AgNO3)=169.88,M(NaCl)=58.44,M(AgCl)=143.32 g/molM(\mathrm{AgNO_3}) = 169.88, \quad M(\mathrm{NaCl}) = 58.44, \quad M(\mathrm{AgCl}) = 143.32\ \text{g/mol}

  3. 把兩種反應物的質量都換成莫耳數。 克數不能直接比較,只有莫耳數可以,因為平衡方程式數的是粒子個數而不是質量:

    n(AgNO3)=2.0169.88=0.01177 mol,n(NaCl)=3.058.44=0.05133 moln(\mathrm{AgNO_3}) = \frac{2.0}{169.88} = 0.01177\ \text{mol}, \qquad n(\mathrm{NaCl}) = \frac{3.0}{58.44} = 0.05133\ \text{mol}

  4. 找出限量試劑。1:11:1 的需求下,提供莫耳數較少的那個先耗盡。硝酸銀只提供 0.01177 mol0.01177\ \text{mol},對上氯化鈉的 0.05133 mol0.05133\ \text{mol},所以 AgNO3\mathrm{AgNO_3} 是限量試劑,氯化鈉大量過量 —— 儘管它在天平上比較重,因為它的莫耳質量大約小三倍。

  5. 把限量試劑的莫耳數換成產物的莫耳數,再換成克數。 1:11:1 的比例讓莫耳數直接平移過去,再用莫耳質量換回質量:

    n(AgCl)=0.01177 molm=0.01177×143.32=1.687 gn(\mathrm{AgCl}) = 0.01177\ \text{mol} \quad\Longrightarrow\quad m = 0.01177 \times 143.32 = 1.687\ \text{g}

  6. 合理取捨有效數字並驗算。 題給資料是兩位有效數字,所以報 1.69 g1.69\ \text{g}(約 1.7 g1.7\ \text{g})的 AgCl\mathrm{AgCl}。質量守恆可以確認結果:產物是 1.69 g1.69\ \text{g}AgCl\mathrm{AgCl} 加上溶解的 1.00 g1.00\ \text{g} NaNO3\mathrm{NaNO_3},另外還剩下 2.31 g2.31\ \text{g} 未反應的氯化鈉 —— 合計 5.0 g5.0\ \text{g},正好是投入的質量。

Answer

m(AgCl)1.69 gm(\mathrm{AgCl}) \approx 1.69\ \text{g}

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