Химия
8 класс
Вопрос
71,5 г кристаллической соды растворили в 80 мл воды и полученный раствор медленно обработали раствором соляной кислоты с массовой долей хлороводорода 36,5 %. Определите массовые доли веществ в полученном растворе, если известно, что в результате выделилось 3,36 л газа.
Ответ
Рассчитываем количество вещества карбоната натрия и количество вещества выделившегося углекислого газа:
$\nu (Na_{2}CO_{3} \cdot 10H_{2}O) = \frac{71,5}{286} = 0,25 моль$.
$\nu (CO_{2}) = \frac{3,36}{22,4} = 0,15 моль$.
Поскольку количество выделившегося углекислого газа меньше количества вещества карбоната натрия, можно сделать вывод, что соляная кислота в конечном итоге оказалась в недостатке. Обозначим количество вещества хлороводорода за $x$. Записываем уравнения химических реакций, учитывая, что сначала в избытке находится карбонат, и процесс проходит через образование кислой соли:
$\begin{matrix} Было: \\ ~ \\ Прореагировало: \end{matrix} \begin{matrix} 0,25 \\ Na_{2}CO_{3} \\ 0,25 \end{matrix} + \begin{matrix} x \\ HCl \\ 0,25 \end{matrix} \begin{matrix} ~ \\ \rightarrow \\ стало: \end{matrix} \begin{matrix} ~ \\ NaHCO_{3} \\ 0,25 \end{matrix} + \begin{matrix} ~ \\ NaCl \\ 0,25 \end{matrix} + \begin{matrix} ~ \\ (HCl) \\ x - 0,25 \end{matrix}$ (1)
$\begin{matrix} Было: \\ ~ \\ Прореагировало: \end{matrix} \begin{matrix} 0,25 \\ NaHCO_{3} \\ x-0,25 \end{matrix} + \begin{matrix} x-0,25 \\ HCl \\ x - 0,25 \end{matrix} \begin{matrix} ~ \\ \rightarrow \\ стало: \end{matrix} \begin{matrix} ~ \\ NaCl \\ x-0,25 \end{matrix} + \begin{matrix} ~ \\ CO_{2} \uparrow \\ x-0,25 \end{matrix} + H_{2}O + \begin{matrix} ~ \\ (NaHCO_{3} ) \\ 0,5 - x \end{matrix}$ (1)
$x - 0,25 = 0,15. x = 0,4 моль$.
Определяем массовые доли веществ в конечном растворе:
$m(раствора \: HCl) = \frac{0,4 \cdot 36,5}{0,365} = 40 г$.
$m(конечного \: раствора) = 71,5 + 80 + 40 - 0,15 \cdot 44 = 184,9 г$
$\nu (NaCl) = 0,25 + x - 0,25 = x = 0,4моль. \omega (NaCl) = \frac{0,4 \cdot 58,5}{184,9} = 0,1266$.
$\nu (NaHCO_{3}) = 0,5 - 0,4 = 0,1 моль. \omega (NaHCO_{3}) = \frac{0,1 \cdot 84}{184,9} = 0,0454$.
Ответ: $\omega (NaCl) = 12,66 \text{ % }; \omega (NaHCO_{3}) = 4,54 \text{ % }$.