Дано: m(смеси)=5,30 г; в смеси соединений только карбонат натрия реагирует из соляной кислотой с образованием углекислого газа, поэтому V(СО2)=784 мл=0,784 л
Найти: w(Na2CO3)-?, w(NaCl)-?
Решение
1 способ
1. Количество вещества углекислого газа объёмом 0,784 л рассчитываем по формуле: n=V/VM, где VM=22,4 л/моль.
n(CO2)=V(CO2)/VM=0,784 л : 22,4 л/моль=0,035 моль
2. Составим химическое уравнение:
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑
По уравнению реакции n(Na2CO3):n(CO2)=1:1, количества веществ одинаковые, поэтому:
n(Na2CO3)=n(СО2)=0,035 моль
3. Вычисляем массу карбоната натрия количеством вещества 0,035 моль по формуле: m=n•M, где M — молярная масса.
Mr(Na2CO3)=2•Ar(Na)+Ar(C)+3•Ar(O)=2•23+12+3•16=106, поэтому M(Na2CO3)=106 г/моль
m(Na2CO3)=n(Na2CO3)•M(Na2CO3)=0,035 моль •106 г/моль=3,71 г
4. Вычисляем массовую долю карбоната натрия в смеси:
w(Na2CO3)=(m(Na2CO3):m(смеси))•100%=(3,71 г : 5,30 г)•100%=70%
5. Вычисляем массовую долю хлорида натрия в смеси:
w(Na2CO3)=100%-w(Na2CO3)=100%-70%=30%
2 способ
1. Составим химическое уравнение:
х г 0,784 л
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2↑ + H2O
106 г 22,4 л
Над формулами соединений Na2CO3 и CO2 записываем неизвестную массу cоли (х г) и приведенный в условии задачи объём углекислого газа (0,784 л), а под формулами соединений ― массу и объём соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. При н.у. 1 моль любого газа занимает объём 22,4 л.
Mr(Na2CO3)=2•Ar(Na)+Ar(C)+3•Ar(O)=2•23+12+3•16=106, поэтому M(Na2CO3)=106 г/моль. Масса 1 моль=106 г
х=m(Na2CO3)=106 г • 0,784 л : 22,4 л=3,71 г
2. Вычисляем массовую долю карбоната натрия в смеси, то есть массу карбоната натрия в 100 г смеси:
в 5,30 г смеси содержится 3,71 г Na2CO3, а
в 100 г смеси ― х г Na2CO3
х=3,71 г • 100 г : 5,30 г=70 г, то есть w(Na2CO3)=70%
4. Вычисляем массовую долю хлорида натрия в смеси:
w(Na2CO3)=100%-w(Na2CO3)=100%-70%=30%
Ответ: w(Na2CO3)=70%, w(NaСl)=30%