Давайте разберем каждую из задач по порядку.
Задача 1
Для решения этой задачи нам нужно найти, сколько воды требуется добавить к смеси растворов, чтобы массовая доля перхлората натрия составила 8%.
- Определим количество вещества хлорной кислоты и гидроксида натрия в растворах:
- Для 30%-ного раствора хлорной кислоты:
- Объем = 100 мл, плотность = 1,11 г/мл.
- Масса раствора = 100 мл * 1,11 г/мл = 111 г.
- Масса хлорной кислоты = 30% от 111 г = 0,3 * 111 г = 33,3 г.
- Для 20%-ного раствора гидроксида натрия:
- Объем = 300 мл, плотность = 1,10 г/мл.
- Масса раствора = 300 мл * 1,10 г/мл = 330 г.
- Масса гидроксида натрия = 20% от 330 г = 0,2 * 330 г = 66 г.
- Реакция между хлорной кислотой и гидроксидом натрия:
- HCl + NaOH → NaCl + H2O.
- Из уравнения видно, что 1 моль HCl реагирует с 1 моль NaOH.
- Находим количество вещества HCl: n(HCl) = 33,3 г / 36,5 г/моль ≈ 0,914 моль.
- Находим количество вещества NaOH: n(NaOH) = 66 г / 40 г/моль = 1,65 моль.
- Так как HCl меньше, чем NaOH, мы используем все 33,3 г HCl.
- Таким образом, образуется 33,3 г NaCl.
- Общий объем раствора после реакции:
- Общий объем = 100 мл + 300 мл = 400 мл.
- Объем NaCl = 33,3 г / 58,5 г/моль = 0,57 моль.
- Находим массу NaCl:
- Масса NaCl = 33,3 г.
- Теперь нужно найти, сколько воды добавить для 8% NaCl.
- Обозначим массу добавленной воды как x г. Общая масса раствора станет 400 г + x г.
- Составляем уравнение: 33,3 / (400 + x) = 0,08.
- Решаем уравнение: 33,3 = 0,08 * (400 + x).
- 33,3 = 32 + 0,08x.
- 1,3 = 0,08x.
- x = 1,3 / 0,08 = 16,25 г.
Таким образом, нужно добавить примерно 16,25 г воды.
Задача 2
В этой задаче мы найдем массовую долю бромоводорода в растворе после реакции с карбидом кальция.
- Определим массу бромоводородной кислоты:
- Объем = 87 мл, плотность = 1,12 г/мл.
- Масса раствора = 87 мл * 1,12 г/мл = 97,44 г.
- Масса бромоводородной кислоты = 20% от 97,44 г = 0,2 * 97,44 г = 19,49 г.
- Определим количество вещества карбида кальция:
- Масса = 6,4 г, M(CaC2) = 64 г/моль.
- n(CaC2) = 6,4 г / 64 г/моль = 0,1 моль.
- Реакция между карбидом кальция и бромоводородной кислотой:
- CaC2 + 2HBr → CaBr2 + C2H4.
- По уравнению видно, что 1 моль CaC2 реагирует с 2 моль HBr.
- Для 0,1 моль CaC2 потребуется 0,2 моль HBr.
- Находим массу оставшегося бромоводорода:
- Масса HBr = 0,2 моль * 80 г/моль = 16 г.
- Общая масса раствора = 19,49 г - 16 г = 3,49 г.
- Находим массовую долю HBr в растворе:
- Общая масса раствора = 97,44 г.
- Массовая доля HBr = (16 г / 97,44 г) * 100% ≈ 16,4%.
Таким образом, массовая доля бромоводорода в образовавшемся растворе составляет примерно 16,4%.
Задача 3
В этой задаче мы найдем, какая соль образуется при реакции ортофосфорной кислоты с гидроксидом натрия.
- Определим количество вещества ортофосфорной кислоты:
- Масса = 60 г, массовая доля = 18%.
- Масса H3PO4 = 0,18 * 60 г = 10,8 г.
- Количество вещества H3PO4: n(H3PO4) = 10,8 г / 98 г/моль = 0,11 моль.
- Определим количество вещества оксида фосфора (V):
- Масса = 2,84 г, M(P2O5) = 142 г/моль.
- n(P2O5) = 2,84 г / 142 г/моль = 0,02 моль.
- Реакция между H3PO4 и P2O5:
- H3PO4 + P2O5 → Na3PO4 + H2O.
- Из уравнения видно, что 1 моль H3PO4 реагирует с 1 моль P2O5.
- Так как у нас 0,11 моль H3PO4 и 0,02 моль P2O5, то P2O5 будет лимитирующим реагентом.
- Определим количество образовавшейся соли:
- Образуется 0,02 моль Na3PO4.
- Масса Na3PO4 = 0,02 моль * 163 г/моль = 3,26 г.
Таким образом, образуется соль Na3PO4 в количестве 3,26 г.