Химия
8 класс
Вопрос
В 156 мл соляной кислоты с массовой долей хлороводорода 18,25 % и плотностью 1,09 г/мл постепенно растворили некоторое количество кристаллической соды. Определите массовые доли веществ в полученном растворе, если известно, что при растворении выделилось 7,84 л газа (н.у.).
Ответ
Определяем количества веществ хлороводорода в исходном растворе и газа, выделившегося в результате реакции:
$m(исходного \: раствора) = 156 \cdot 1,09 = 170 г. \nu (HCl) = \frac{170 \cdot 0,1825}{36,5} = 0,85 моль$.
$\nu (газа) = \frac{7,84}{22,4} = 0,35 моль$.
При добавлении кристаллической соды ($Na_{2}CO_{3} \cdot 10H_{2}O$) к соляной кислоте сначала кислота находится в избытке, поэтому сразу происходит выделение углекислого газа. Если бы вся кислота прореагировала, то выделилось бы $\frac{0,85}{2} = 0,425$ моль газа. Таким образом, ясно, что кислота была в избытке, и ее прореагировало только $0,35 \cdot 2 = 0,7 моль$, а 08 - 0,7 = 0,1 моль $HCl$ осталось в растворе. В реакцию вступило 0,35 моль $Na_{2}CO_{3}$ и образовалось 0,7 моль $NaCl$. Записываем уравнение реакции и определяем количества веществ кристаллической соды и солей в образовавшемся растворе:
$\begin{matrix} Было: \\ ~ \\ Прореагировало: \end{matrix} \begin{matrix} 0,35 \\ Na_{2}CO_{3} \\ 0,35 \end{matrix} + \begin{matrix} 0,85 \\ 2HCl \\ 0,7 \end{matrix} \begin{matrix} ~ \\ \rightarrow \\ стало: \end{matrix} \begin{matrix} ~ \\ 2NaCl \\ 0,7 \end{matrix} + \begin{matrix} ~ \\ (CO_{2}) \\ 0,35 \end{matrix} \uparrow + H_{2}O$
Рассчитываем массовые доли веществ в конечном растворе:
$m(Na_{2}CO_{3} \cdot 10H_{2}O) = 0,35 \cdot 286 = 100,1 г$.
$m(конечного \: раствора) = m(исходного \: раствора) + m(Na_{2}CO_{3} \cdot 10 H_{2}O) - m(CO_{2}) = 170 + 100,1 - 0,35 \cdot 44 = 254,7 г$.
$\omega (NaCl) = \frac{0,7 \cdot 58,5}{254,7} = 0,1608$.
$\omega (HCl) = \frac{0,1 \cdot 36,5}{254,7} = 0,0143$
Ответ: $\omega (NaCl) = 16,08 \text{ % }; \omega (HCl) = 1,43 \text{ % }$.