Давайте рассмотрим задачу, связанную с реакцией натрия с хлором, которая описывается уравнением:

2Na + Cl2 = 2NaCl

Условие задачи может быть следующим:

В лаборатории учёный решил провести опыт по синтезу хлорида натрия (NaCl) из натрия и хлора. У него есть 5 граммов натрия и 10 литров хлора, который находится при нормальных условиях (н.у.).

Вопросы, которые нужно решить:

1. Какое количество хлорида натрия (в граммах) можно получить в результате реакции?
2. Сколько граммов натрия останется после завершения реакции?

Теперь давайте разберемся, как решить эту задачу.

Шаг 1: Найдем количество вещества натрия.

Сначала необходимо узнать, сколько молей натрия у нас есть. Молярная масса натрия (Na) составляет примерно 23 г/моль. Используем формулу:

n(Na) = m(Na) / M(Na)

где n(Na) - количество вещества натрия, m(Na) - масса натрия, M(Na) - молярная масса натрия.

Подставляем значения:

n(Na) = 5 г / 23 г/моль ≈ 0,217 моль.

Шаг 2: Найдем количество вещества хлора.

Молярная масса хлора (Cl2) составляет примерно 71 г/моль. Для газа при нормальных условиях 1 моль занимает 22,4 литра. Поэтому количество вещества хлора можно найти так:

n(Cl2) = V(Cl2) / 22,4 л/моль

где V(Cl2) - объем хлора.

Подставляем значения:

n(Cl2) = 10 л / 22,4 л/моль ≈ 0,446 моль.

Шаг 3: Определим, какой реагент является лимитирующим.

Согласно уравнению реакции, на 2 моли натрия требуется 1 моль хлора. Посчитаем, сколько моль натрия потребуется для 0,446 моль хлора:

n(Na, необходимое) = 2 * n(Cl2) = 2 * 0,446 моль ≈ 0,892 моль.

Поскольку у нас только 0,217 моль натрия, он является лимитирующим реагентом.

Шаг 4: Найдем количество полученного NaCl.

Согласно уравнению, 2 моль Na дают 2 моль NaCl. Значит, 0,217 моль Na даст 0,217 моль NaCl.

Теперь найдем массу NaCl:

Молярная масса NaCl ≈ 58,5 г/моль. Используем формулу:

m(NaCl) = n(NaCl) * M(NaCl)

Подставляем значения:

m(NaCl) = 0,217 моль * 58,5 г/моль ≈ 12,7 г.

Шаг 5: Найдем, сколько натрия останется.

Поскольку натрий является лимитирующим реагентом, он полностью прореагирует. Остатка натрия не будет.

Ответ:

• Количество хлорида натрия, который можно получить: примерно 12,7 г.
• Количество натрия, которое останется после реакции: 0 г.