Дано:
- Масса кристаллической соды (Na2CO3) = 71,5 г
- Объем воды = 80 мл
- Массовая доля HCl = 36,5%
- Объем выделившегося газа (CO2) = 3,36 л (н. у.)
Найти:
- Массовые доли веществ в полученном растворе.
Решение:
1. Находим количество молей Na2CO3:
Молярная масса Na2CO3 = 2*23 + 12 + 3*16 = 46 + 12 + 48 = 106 г/моль
n(Na2CO3) = m(Na2CO3) / M(Na2CO3)
n(Na2CO3) = 71,5 г / 106 г/моль = 0,674 моль
2. Рассчитываем количество выделившегося CO2:
По уравнению реакции между Na2CO3 и HCl:
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O
Количество молей CO2:
n(CO2) = V(CO2) / Vm, где Vm = 22,4 л/моль
n(CO2) = 3,36 л / 22,4 л/моль = 0,150 моль
Из уравнения видно, что 1 моль Na2CO3 дает 1 моль CO2, следовательно:
n(Na2CO3) = n(CO2) = 0,150 моль
3. Теперь подсчитаем, сколько моль NaCl образуется:
Согласно уравнению реакции, 1 моль Na2CO3 дает 2 моль NaCl:
n(NaCl) = 2 * n(CO2) = 2 * 0,150 моль = 0,300 моль
4. Находим массу образовавшегося NaCl:
Молярная масса NaCl = 23 + 35,5 = 58,5 г/моль
m(NaCl) = n(NaCl) * M(NaCl)
m(NaCl) = 0,300 моль * 58,5 г/моль = 17,55 г
5. Рассчитываем массу конечного раствора:
m(воды) = 80 мл * 1 г/мл = 80 г
m(конечного раствора) = m(воды) + m(Na2CO3) + m(NaCl)
m(конечного раствора) = 80 г + 71,5 г + 17,55 г = 169,05 г
6. Рассчитываем массовые доли веществ в конечном растворе:
w(NaCl) = m(NaCl) / m(конечного раствора)
w(NaCl) = 17,55 г / 169,05 г = 0,1032 = 10,32%
Для NaHCO3 (так как часть Na2CO3 могла реагировать с HCl):
Определяем оставшуюся массу соды:
m(Na2CO3, оставшееся) = m(Na2CO3) - n(Na2CO3) * M(Na2CO3)
= 71,5 г - 106 г * 0,150 моль = 71,5 г - 15,9 г = 55,6 г
Теперь вычислим количество NaHCO3:
Молярная масса NaHCO3 = 23 + 1 + 12 + 3*16 = 84 г/моль
n(NaHCO3) = 55,6 г / 84 г/моль = 0,662 моль
Теперь определим массовую долю NaHCO3:
w(NaHCO3) = m(NaHCO3) / m(конечного раствора)
= (55,6 г) / (169,05 г) = 0,329 = 32,9%
Ответ:
w(NaCl) = 10,32%; w(NaHCO3) = 32,9%.