Какова массовая доля сульфата натрия в нейтральном растворе, который получается при растворении гидрокарбоната натрия в 10%-ном растворе серной кислоты?

Химия 11 класс Растворы и их свойства массовая доля сульфат натрия нейтральный раствор гидрокарбонат натрия 10% раствор серная кислота Новый

Для решения этой задачи нам нужно рассмотреть реакцию между гидрокарбонатом натрия (NaHCO3) и серной кислотой (H2SO4), а также рассчитать массовую долю сульфата натрия (Na2SO4), который образуется в результате этой реакции.

Шаг 1: Определение реакции

Гидрокарбонат натрия реагирует с серной кислотой по следующему уравнению:

2 NaHCO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2 CO2 + 2 H2O

Из этого уравнения видно, что на 2 моля гидрокарбоната натрия образуется 1 моль сульфата натрия.

Шаг 2: Определение массовых долей

• Молярная масса NaHCO3 ≈ 84 г/моль
• Молярная масса Na2SO4 ≈ 142 г/моль

Шаг 3: Подсчет количества вещества

Предположим, что у нас есть 100 г 10%-ного раствора серной кислоты. Это означает, что в растворе содержится 10 г H2SO4.

Теперь необходимо найти, сколько моль серной кислоты у нас есть:

• Количество вещества H2SO4 = масса / молярная масса = 10 г / 98 г/моль ≈ 0.102 моль

Согласно уравнению реакции, на 1 моль H2SO4 требуется 2 моль NaHCO3. Следовательно, нам нужно:

• Количество вещества NaHCO3 = 2 * 0.102 моль ≈ 0.204 моль

Теперь мы можем найти массу гидрокарбоната натрия:

• Масса NaHCO3 = количество вещества * молярная масса = 0.204 моль * 84 г/моль ≈ 17.136 г

Шаг 4: Подсчет массы сульфата натрия

Согласно уравнению реакции, из 2 моль NaHCO3 образуется 1 моль Na2SO4. Таким образом, количество вещества Na2SO4 будет:

• Количество вещества Na2SO4 = 0.204 моль NaHCO3 / 2 ≈ 0.102 моль

Теперь найдем массу сульфата натрия:

• Масса Na2SO4 = количество вещества * молярная масса = 0.102 моль * 142 г/моль ≈ 14.484 г

Шаг 5: Подсчет массовой доли сульфата натрия в растворе

Теперь мы можем рассчитать массовую долю сульфата натрия в растворе. Общая масса раствора будет равна массе серной кислоты плюс масса гидрокарбоната натрия плюс масса сульфата натрия:

• Общая масса раствора = 100 г + 17.136 г + 14.484 г ≈ 131.62 г

Теперь рассчитаем массовую долю сульфата натрия:

• Массовая доля Na2SO4 = (масса Na2SO4 / общая масса раствора) * 100% = (14.484 г / 131.62 г) * 100% ≈ 10.99%

Ответ: Массовая доля сульфата натрия в нейтральном растворе составляет примерно 10.99%.