Какова массовая доля щелочи в растворе, полученном после растворения смеси натрия и оксида натрия с массовой долей оксида натрия 40,26% в воде, если при этом выделилось 4,48 л (н.у.) газа и образовался раствор с массовой долей растворённого вещества 10%? Также, как влияет добавление 50 г медного купороса (CuSO 5H,0) на массовую долю щелочи в полученном растворе? Укажите уравнения реакций и все необходимые вычисления с единицами измерения и обозначениями искомых физических величин.

Химия 11 класс Темы: Растворы и реакции с участием щелочей массовая доля щелочи раствор натрия оксид натрия газ выделение массовая доля раствора медный купорос уравнения реакций вычисления химия физические величины химические реакции Новый

Для решения данной задачи, начнем с анализа данных и необходимых реакций.

1. Определим количество натрия и оксида натрия в смеси.

Дано, что массовая доля оксида натрия (Na2O) в смеси составляет 40,26%. Это значит, что на 100 г смеси приходится 40,26 г Na2O и 59,74 г Na.

2. Найдем количество выделившегося газа.

При взаимодействии натрия с водой образуется гидроксид натрия (NaOH) и водород (H2). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

• 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑

Из уравнения видно, что 2 моля натрия дают 1 моль водорода. Теперь найдем количество выделившегося водорода в молях:

Объем газа (H2) = 4,48 л. При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает 22,4 л.

Количество молей водорода:

n(H2) = 4,48 л / 22,4 л/моль = 0,2 моль.

Следовательно, по уравнению реакции, количество натрия, который прореагировал:

n(Na) = 2 * n(H2) = 2 * 0,2 моль = 0,4 моль.

3. Рассчитаем массу натрия.

Молярная масса натрия (Na) = 23 г/моль.

Масса натрия = n(Na) * M(Na) = 0,4 моль * 23 г/моль = 9,2 г.

4. Рассчитаем массу оксида натрия в смеси.

Обозначим массу смеси как 100 г. Тогда масса Na2O = 100 г * 40,26% = 40,26 г.

Молярная масса Na2O = 62 г/моль.

Количество молей Na2O = 40,26 г / 62 г/моль = 0,649 моль.

5. Рассчитаем количество образовавшегося NaOH.

По уравнению реакции с Na2O: Na2O + H2O → 2NaOH.

Количество NaOH, образовавшегося из Na2O:

n(NaOH) = 2 * n(Na2O) = 2 * 0,649 моль = 1,298 моль.

6. Рассчитаем массу NaOH.

Молярная масса NaOH = 40 г/моль.

Масса NaOH = n(NaOH) * M(NaOH) = 1,298 моль * 40 г/моль = 51,92 г.

7. Теперь найдем общую массу раствора.

Общая масса раствора = масса Na + масса Na2O + масса воды.

Масса воды, которая прореагировала с натрием:

Масса воды = 2 * 18 г (по уравнению, 2 моль воды на 2 моль Na) = 36 г.

Итак, общая масса раствора:

Масса раствора = 9,2 г + 40,26 г + 36 г = 85,46 г.

8. Рассчитаем массовую долю NaOH в растворе.

Массовая доля NaOH = (масса NaOH / масса раствора) * 100% = (51,92 г / 85,46 г) * 100% ≈ 60,8%.

9. Теперь рассмотрим влияние добавления 50 г медного купороса (CuSO4 * 5H2O) на массовую долю щелочи.

Медный купорос не реагирует с NaOH, но увеличивает общую массу раствора. Рассчитаем новую массу раствора:

Новая масса раствора = 85,46 г + 50 г = 135,46 г.

10. Масса NaOH остается прежней, поэтому:

Новая массовая доля NaOH = (масса NaOH / новая масса раствора) * 100% = (51,92 г / 135,46 г) * 100% ≈ 38,3%.

Итак, итоговые результаты:

• Массовая доля щелочи в растворе до добавления CuSO4 ≈ 60,8%.
• Массовая доля щелочи в растворе после добавления 50 г CuSO4 ≈ 38,3%.