Какова масса (g) хлорида натрия в конечном растворе, если при прокаливании гидрокарбоната натрия образовалось 5,6 л углекислого газа и 68,5 г твердого остатка, который был растворен в 20%-ом растворе соляной кислоты?
Химия 11 класс Реакции обмена и стехиометрия растворов масса хлорида натрия прокаливание гидрокарбоната натрия углекислый газ твёрдый остаток раствор соляной кислоты Новый
Для решения этой задачи нам необходимо пройти несколько шагов.
Гидрокарбонат натрия (NaHCO3) при нагревании разлагается, образуя углекислый газ (CO2), воду (H2O) и карбонат натрия (Na2CO3). Уравнение реакции выглядит следующим образом:
2 NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O
Из условия задачи известно, что образовалось 5,6 литров углекислого газа. Чтобы найти количество вещества (в молях) углекислого газа, мы используем закон Бойля-Мариотта и уравнение состояния газа при нормальных условиях (н.у.), где 1 моль газа занимает 22,4 л:
n(CO2) = V / Vm = 5,6 л / 22,4 л/моль = 0,25 моль
Согласно уравнению реакции, 2 моль NaHCO3 дают 1 моль CO2. Значит, для получения 0,25 моль CO2 потребуется:
n(NaHCO3) = 2 * n(CO2) = 2 * 0,25 = 0,5 моль
Молярная масса NaHCO3 составляет 84 г/моль. Таким образом, масса гидрокарбоната натрия будет:
m(NaHCO3) = n(NaHCO3) * M(NaHCO3) = 0,5 моль * 84 г/моль = 42 г
После прокаливания у нас остается 68,5 г твердого остатка, который в данном случае является карбонатом натрия (Na2CO3). Теперь мы можем найти его массу:
m(Na2CO3) = 68,5 г
Карбонат натрия реагирует с соляной кислотой (HCl) по следующему уравнению:
Na2CO3 + 2 HCl → 2 NaCl + CO2 + H2O
Из уравнения видно, что 1 моль Na2CO3 дает 2 моль NaCl. Теперь найдем количество NaCl, образующегося из 68,5 г Na2CO3.
Молярная масса Na2CO3 составляет 106 г/моль. Теперь находим количество Na2CO3:
n(Na2CO3) = m(Na2CO3) / M(Na2CO3) = 68,5 г / 106 г/моль ≈ 0,646 моль
Теперь вычислим количество NaCl:
n(NaCl) = 2 * n(Na2CO3) ≈ 2 * 0,646 ≈ 1,292 моль
Молярная масса NaCl составляет 58,5 г/моль. Теперь найдем массу NaCl:
m(NaCl) = n(NaCl) * M(NaCl) ≈ 1,292 моль * 58,5 г/моль ≈ 75,6 г
Таким образом, масса хлорида натрия (NaCl) в конечном растворе составляет приблизительно 75,6 г.