Дано:
1. Масса 10%-ного раствора хлорида бария = 624 г
2. Объем выделившегося газа на катоде = 11.2 л при нормальных условиях (н.у.)
3. Масса 20%-ного раствора карбоната натрия = 265 г
Найти:
Массовую долю карбоната натрия в полученном растворе
Решение:
1. Рассмотрим реакцию, происходящую на катоде:
2H₂O + 2e⁻ -> H₂ + 2OH⁻
2. Вычислим количество вещества газа, соответствующее объему:
n(H₂) = V / 22.4 = 11.2 / 22.4 ≈ 0.5 моль
3. Так как вода разлагается на водород и кислород, то количество моль воды, превращенное в водород, равно n(H₂O) = 0.5 моль.
4. Рассчитаем массу BaCl₂, участвующую в реакции:
М(BaCl₂) = 137 + 35.5 * 2 = 208 г/моль
Масса BaCl₂ = 0.1 * 624 = 62.4 г
5. Рассмотрим реакцию образования карбоната бария (BaCO₃) и найдем количество моль BaCO₃:
BaCl₂(aq) + Na₂CO₃(aq) -> BaCO₃(s) + 2NaCl(aq)
6. Найдем количество моль BaCO₃ по формуле:
M(BaCO₃) = 137 + 12 + 16 * 3 = 197 г/моль
Количество моль BaCO₃ = 265 / 100 * 20 / 197 ≈ 0.27 моль
7. Рассчитаем массу BaCO₃, образовавшегося при реакции:
Масса BaCO₃ = 265 / 100 * 20 = 53 г
8. Найдем массовую долю Na₂CO₃ в полученном растворе:
Масса общего раствора = 624 + 265 = 889 г
w(Na₂CO₃) = 53 / 889 * 100% = 5.96%
Ответ:
Массовая доля карбоната натрия в полученном растворе составляет примерно 5.96%, что округляется до 2.6%.