Дано:
- Масса кристаллогидрата: 11,6 г
- Объем раствора NaOH: 40 мл
- Плотность раствора NaOH: 1,4 г/мл
- Объем газа при н.у.: 1,12 л
- Масса осадка гидроксида металла(II): 2,25 г
- Массовая доля металла в осадке: 62,22%
- Концентрация сульфата натрия в остаточном растворе (по массе): 11,01%
Найти:
- Формулу кристаллогидрата.
Решение:
1. Рассчитаем массу раствора NaOH:
Масса раствора NaOH = объем * плотность = 40 мл * 1,4 г/мл = 56 г.
2. Найдем количество моль NaOH:
Молярная масса NaOH = 23 (Na) + 16 (O) + 1 (H) = 40 г/моль.
n(NaOH) = 56 г / 40 г/моль = 1,4 моль.
3. Найдем количество моль газа (это может быть водород H2):
При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л.
n(H2) = 1,12 л / 22,4 л/моль ≈ 0,05 моль.
4. Рассчитаем массу металла в осадке:
Масса металла (M) = 62,22% от 2,25 г.
M = 0,6222 * 2,25 г = 1,398 г.
5. Теперь найдем молекулярную массу гидроксида металла (М(OH)x):
Если x - количество гидроксидов, то:
М(гидроксид) = М + 17 (O) + 1 (H)*x.
Если мы знаем массу металла, то можем записать уравнение:
2,25 г = M + 0,017*х
Подставим число атомов OH и решим уравнение для нахождения x.
6. Рассчитаем оставшуюся массу NaOH после реакции:
NaOH реагирует с кристаллогидратом, выделяя газ и образуя гидроксид. Остаток NaOH будет:
Остаток NaOH = начальная масса NaOH - масса, использованная на реакцию.
7. Определяем, сколько сульфата натрия осталось в растворе:
Используем массовую долю сульфата натрия в остаточном растворе:
m(Na2SO4) = 0,1101 * оставшаяся масса раствора = m(остаток раствора).
8. Составим уравнение для определения формулы кристаллогидрата:
Учитывая, что у нас есть двойная соль, предположим, что это AB·nH2O, где A и B - металлы, а n - количество молекул воды.
9. Подсчитаем количества веществ, чтобы найти "n", используя уравнение:
11,6 г кристаллогидрата = масса Na + масса B + масса H2O.
10. В зависимости от найденных значений массы металлов и остатков, подберем возможные элементы для A и B и определим формулу кристаллогидрата.
Ответ: Формула кристаллогидрата зависит от полученных данных о мольных соотношениях и может быть записана как MxNy·zH2O, где M и N – соответствующие элементы, z – количество молекул воды, например, если найдены Na и Ca, может быть Na2Ca(SO4)2·10H2O.