В 180 г 5%-ного раствора гидроксида натрия растворили 6,9 г металлического натрия. Как можно вычислить массовые доли веществ в образовавшемся растворе? (Пожалуйста, дайте подробное решение)

Химия 11 класс Растворы и их свойства массовая доля гидроксид натрия металлический натрий раствор расчет химия 11 класс концентрация раствора химические реакции растворимость веществ Новый

Для решения данной задачи нам необходимо найти массовые доли веществ в образовавшемся растворе после реакции между гидроксидом натрия и металлическим натрием. Давайте разберем процесс шаг за шагом.

Шаг 1: Определение массы гидроксида натрия в растворе

Имеется 5%-ный раствор гидроксида натрия (NaOH) массой 180 г. Для нахождения массы NaOH в растворе используем формулу для расчета массы вещества в растворе:

• Масса NaOH = (Процентное содержание / 100) * Масса раствора

Подставляем значения:

• Масса NaOH = (5 / 100) * 180 г = 9 г

Шаг 2: Определение массы воды в растворе

Теперь найдем массу воды в растворе. Поскольку в растворе содержится 9 г NaOH, то масса воды будет равна:

• Масса воды = Масса раствора - Масса NaOH

Подставляем значения:

• Масса воды = 180 г - 9 г = 171 г

Шаг 3: Определение массы образовавшихся веществ

Теперь рассмотрим реакцию между натрием (Na) и гидроксидом натрия (NaOH). Реакция протекает по уравнению:

• 2 Na + 2 NaOH → 2 Na₂O + H₂

В данной реакции натрий реагирует с гидроксидом натрия, образуя натриевую соль и водород. Мы знаем, что у нас есть 6,9 г натрия.

Шаг 4: Определение количества NaOH, которое прореагирует с натрием

Для этого найдем количество молей натрия:

• Молярная масса Na = 23 г/моль
• Количество молей Na = Масса Na / Молярная масса Na = 6,9 г / 23 г/моль ≈ 0,3 моль

Согласно уравнению реакции, на 2 моль Na необходимо 2 моль NaOH, значит, на 0,3 моль Na потребуется 0,3 моль NaOH. Теперь найдем массу NaOH, необходимую для реакции:

• Масса NaOH = Количество молей * Молярная масса NaOH
• Молярная масса NaOH ≈ 40 г/моль
• Масса NaOH = 0,3 моль * 40 г/моль = 12 г

Однако у нас в растворе всего 9 г NaOH, следовательно, весь NaOH не сможет прореагировать с натрием, и реакция будет ограничена количеством NaOH.

Шаг 5: Определение массы оставшегося натрия и NaOH

После реакции весь NaOH (9 г) прореагирует с натрием, а количество натрия, которое прореагировало, можно определить следующим образом:

• Масса Na, прореагировавшая с 9 г NaOH = 9 г NaOH / 23 г/моль = 0,39 моль Na

Это количество натрия больше, чем у нас есть (6,9 г), следовательно, весь натрий прореагирует, и NaOH останется в избытке. Теперь найдем, сколько NaOH прореагировало с 6,9 г натрия:

• Количество молей Na = 6,9 г / 23 г/моль ≈ 0,3 моль
• Следовательно, потребуется 0,3 моль NaOH, что соответствует 12 г NaOH.

Шаг 6: Определение массы оставшегося NaOH

Так как у нас было 9 г NaOH и весь натрий прореагировал, то оставшееся количество NaOH будет:

• Оставшееся NaOH = 9 г - 6,9 г * (40 г/моль / 23 г/моль) = 9 г - 12 г = -3 г

Это показывает, что вся NaOH прореагировала с натрием, и реакция завершена.

Шаг 7: Определение массовых долей в образовавшемся растворе

Теперь мы можем вычислить массовые доли оставшихся веществ в растворе. В растворе остаются:

• Вода: 171 г
• NaOH: 0 г (вся NaOH прореагировала)
• Na: 0 г (вся Na прореагировала)

Общая масса раствора после реакции равна массе воды, так как NaOH и натрий прореагировали:

• Общая масса = 171 г

Шаг 8: Вычисление массовых долей

Теперь вычислим массовые доли:

• Массовая доля воды = (171 г / 171 г) * 100% = 100%
• Массовая доля NaOH = 0%
• Массовая доля Na = 0%

Таким образом, в образовавшемся растворе после реакции массовые доли веществ равны:

• Массовая доля воды = 100%
• Массовая доля NaOH = 0%
• Массовая доля Na = 0%