Карбонат щелочного металла массой 6,36 г обработали избытком раствора серной кислоты. Выделившийся газ пропустили через раствор массой 20,0 г с массовой долей гидроксида натрия 16,0 %. В результате реакции образовались кислая и средняя соли. Химическое количество кислой соли в растворе в 2 раза больше химического количества средней соли. Установите металл.
от

1 Ответ

дано:  
масса карбоната щелочного металла = 6,36 г  
масса растворимого гидроксида натрия = 20,0 г  
массовая доля гидроксида натрия = 16,0 %  

найти:  
металл, входящий в состав карбоната

решение:  
1. Найдем массу гидроксида натрия (NaOH) в растворе:  
масса NaOH = 20,0 г * 16,0 % = 20,0 г * 0,16 = 3,2 г.

2. Рассчитаем количество молей NaOH:  
M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль.  
n(NaOH) = масса / M = 3,2 г / 40 г/моль = 0,08 моль.

3. Установим количество кислой и средней соли.  
Пусть n1 - количество молей кислой соли (напр., NaHCO3), тогда количество молей средней соли (напр., Na2SO4) будет:  
n2 = n1 / 2.  
Общее количество молей NaOH, участвующих в реакции:  
n(NaOH) = n1 + 2 * n2 = n1 + 2 * (n1 / 2) = 2n1.  
Тогда:  
0,08 = 2n1, значит n1 = 0,04 моль.

4. Определяем число молей средней соли:  
n2 = n1 / 2 = 0,04 / 2 = 0,02 моль.

5. Общее количество молей получившихся солей:  
n(соли) = n1 + n2 = 0,04 + 0,02 = 0,06 моль.

6. Теперь найдем количество молей карбоната щелочного металла, который реагировал с серной кислотой:  
R(CO3) + H2SO4 → R(SO4) + CO2 + H2O.  
Из уравнения видно, что 1 моль карбоната реагирует с 1 моль серной кислоты.

7. Общая реакция показывает, что выделяется 1 моль CO2 на 1 моль карбоната:  
6,36 г карбоната = M(RCO3) * n.  
Для нахождения M(RCO3) нужно найти соответствующее количество молей:  
количество молей CO2, образовавшегося из карбоната:  
n(CO2) = n1 + n2 = 0,04 + 0,02 = 0,06 моль.  
Это же количество соответствует количеству карбоната.

8. Находим молярную массу карбоната щелочного металла:  
M(RCO3) = 6,36 г / 0,06 моль = 106 г/моль.

9. Поскольку карбонат щелочного металла имеет формулу RCO3, где M(R) = M(RCO3) - M(CO3).  
M(CO3) = 12 + 16*3 = 60 г/моль.  
Теперь:  
M(R) = M(RCO3) - M(CO3) = 106 - 60 = 46 г/моль.

10. Металл с атомной массой около 46 г/моль – это натрий (Na) и калий (K), но в карбонате натрия (Na2CO3) атомная масса будет ближе к 46, так как имеется 2 атома натрия.

ответ:  
металл – натрий (Na).
от