Какой результат мы получим, если через 80 г 25%-ного раствора гидроксида натрия пропустить 5,6 л углекислого газа? Какую соль мы получим в растворе и какова будет её массовая доля?

Химия 11 класс Реакции нейтрализации и расчёт массовой доли продуктов гидроксид натрия углекислый газ массовая доля химическая реакция соль в растворе Новый

Для решения данной задачи, давайте сначала разберемся с составом 25%-ного раствора гидроксида натрия (NaOH) и с тем, сколько углекислого газа (CO2) мы будем использовать в реакции.

Шаг 1: Определение количества NaOH в растворе

• 25%-ный раствор означает, что в 100 г раствора содержится 25 г NaOH.
• В 80 г раствора будет содержаться (25 г/100 г) * 80 г = 20 г NaOH.

Шаг 2: Определение количества CO2

• Объем углекислого газа составляет 5,6 л. При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22,4 л.
• Количество молей CO2: 5,6 л / 22,4 л/моль = 0,25 моль CO2.

Шаг 3: Запись уравнения реакции

Гидроксид натрия реагирует с углекислым газом по следующему уравнению:

• 2 NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O.

Шаг 4: Определение стехиометрии реакции

• Согласно уравнению, 2 моль NaOH реагируют с 1 моль CO2.
• У нас есть 20 г NaOH, что соответствует (20 г / 40 г/моль) = 0,5 моль NaOH.

Шаг 5: Определение, что является лимитирующим реагентом

• Для реакции с 0,25 моль CO2 нам нужно 0,5 моль NaOH (2 моль NaOH на 1 моль CO2).
• Поскольку у нас есть 0,5 моль NaOH, то ни один из реагентов не является лимитирующим.

Шаг 6: Определение образующейся соли

В результате реакции у нас образуется натрий карбонат (Na2CO3) и вода. Таким образом, основным продуктом реакции будет Na2CO3.

Шаг 7: Определение массовой доли соли в растворе

• Из уравнения реакции видно, что 2 моль NaOH дают 1 моль Na2CO3.
• У нас есть 0,5 моль NaOH, значит, мы получим 0,25 моль Na2CO3.
• Молярная масса Na2CO3 = 2 * 23 + 12 + 3 * 16 = 106 г/моль.
• Масса Na2CO3 = 0,25 моль * 106 г/моль = 26,5 г.

Шаг 8: Определение общей массы раствора

• Общая масса раствора после реакции: 80 г (исходный раствор) + 26,5 г (образовавшаяся соль) = 106,5 г.

Шаг 9: Расчет массовой доли Na2CO3

• Массовая доля Na2CO3 = (масса Na2CO3 / общая масса раствора) * 100% = (26,5 г / 106,5 г) * 100% ≈ 24,87%.

Ответ: В результате реакции мы получим натрий карбонат (Na2CO3) и массовая доля соли в растворе составит примерно 24,87%.