Химия
8 класс
Вопрос
При пропускании избытка паров воды над раскаленным веществом $A$ получено 4 г твердого продукта $Б$ и 1,235 л газа $B$. Объем газа измеряли при $ 20^{ \circ }C$ и 740 мм рт. ст. Разбавленный водный раствор исходного количества вещества $A$ способен поглотить 1,235 л газа $B$ с образованием 8,4 г вещества $Г$. При выпаривании получившегося раствора на кипящей водяной бане выделилось такое же количество вещества $A$, какое было взято для первой реакции. Все перечисленные вещества растворимы в воде. Назовите вещества $A, Б, В, Г$ и напишите уравнения соответствующих реакций.
Ответ
Приводим объем газа к нормальным условиям:
$ V_{0} = \frac {p_{1}V_{1}T_{0}}{T_{1}p_{0}} = \frac {740 \cdot 1,236 \cdot 273}{293 \cdot 760} = 1,12$ л.
Объем газа соответствует 0,05 моль вещества. Тогда на 1 моль газа из вещества $A$ образуется $\frac{4}{0,05} = 80 г$ твердого растворимого продукта. Поглощение веществом $A$ одного моля того же газа дает 168 г вещества $ \: Г$. Разность 168 - 80 = 88 г соответствует двум молям газа $B$. Вода входит в состав продукта $ \: Б$. Тогда 1 моль газа $B - 44$ г, это $CO_{2}$. Вещество $A$ - средняя соль угольной кислоты, так как может поглотить $CO_{2}$ в мольном отношении 1 : 1. Один моль средней соли соответствует 2 моль щелочи, или 80 г, это $NaOH$.
Все вещества установлены: $A - Na_{2}CO_{3}, \: Б - NaOH, B - CO_{2}, \: Г - NaHCO_{3}$.
Запишем уравнения реакций:
$Na_{2}CO_{3} + H_{2}O (\: изб.) \overset {500^{ \circ} C } { \rightarrow } 2NaOH + CO_{2}$;
$Na_{2}CO_{3} + CO_{2} + H_{2}O. = 2NaHCO_{3}$;
$2NaHCO_{3} \overset {100^{ \circ} C } { \rightarrow } Na_{2}CO_{3} + CO_{2} \uparrow + H_{2}O$.
Обратимость двух последних реакций известна, первую же реакцию мы привыкли записывать в обратном порядке. Но надо помнить про условия - избыток паров воды при прокаливании. В этом случае $CO_{2$ непрерывно удаляется из зоны реакции и процесс доходит до конца.