Какое молекулярное и ионно-молекулярное уравнение реакций образуется при добавлении 31,5 г 8%-го раствора гидрокарбоната натрия к 17,0 кг 4%-й соляной кислоты с плотностью 1,02 г/мл, если раствор затем прокипятить? Также, как рассчитать массовые доли веществ в образовавшемся растворе?

Химия 9 класс Химические реакции и стехиометрия молекулярное уравнение ионно-молекулярное уравнение гидрокарбонат натрия соляная кислота массовая доля веществ химические реакции расчет раствора кипячение раствора концентрация раствора химия 9 класс

Чтобы решить эту задачу, начнем с определения химической реакции, которая происходит при добавлении гидрокарбоната натрия (NaHCO3) к соляной кислоте (HCl).

Шаг 1: Напишем уравнение реакции.

Гидрокарбонат натрия реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида натрия (NaCl), углекислого газа (CO2) и воды (H2O). Уравнение реакции выглядит так:

NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O

Шаг 2: Рассчитаем количество вещества гидрокарбоната натрия.

• Масса 8%-го раствора NaHCO3 = 31,5 г.
• Масса самого NaHCO3 в растворе = 31,5 г * 0,08 = 2,52 г.
• Молярная масса NaHCO3 ≈ 84 г/моль.
• Количество вещества NaHCO3 = 2,52 г / 84 г/моль ≈ 0,03 моль.

Шаг 3: Рассчитаем количество вещества соляной кислоты.

• Масса 4%-го раствора HCl = 17,0 кг = 17000 г.
• Масса HCl в растворе = 17000 г * 0,04 = 680 г.
• Молярная масса HCl ≈ 36,5 г/моль.
• Количество вещества HCl = 680 г / 36,5 г/моль ≈ 18,6 моль.

Шаг 4: Определим, какое вещество является лимитирующим.

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль NaHCO3 требуется 1 моль HCl. У нас есть 0,03 моль NaHCO3 и 18,6 моль HCl. Следовательно, NaHCO3 является лимитирующим реагентом.

Шаг 5: Рассчитаем количество образовавшихся продуктов.

• На 0,03 моль NaHCO3 образуется 0,03 моль NaCl, 0,03 моль CO2 и 0,03 моль H2O.

Шаг 6: Рассчитаем массу образовавшихся веществ.

• Масса NaCl = 0,03 моль * 58,5 г/моль ≈ 1,76 г.
• Масса CO2 = 0,03 моль * 44 г/моль ≈ 1,32 г.
• Масса H2O = 0,03 моль * 18 г/моль ≈ 0,54 г.

Шаг 7: Рассчитаем массу образовавшегося раствора.

• Общая масса раствора = масса исходных веществ - масса образовавшегося CO2.
• Масса раствора = 31,5 г + 17000 г - 1,32 г ≈ 17030,18 г.

Шаг 8: Рассчитаем массовые доли веществ в образовавшемся растворе.

• Массовая доля NaCl = (1,76 г / 17030,18 г) * 100% ≈ 0,0103%.
• Массовая доля CO2 = (1,32 г / 17030,18 г) * 100% ≈ 0,0077%.
• Массовая доля H2O = (0,54 г / 17030,18 г) * 100% ≈ 0,0032%.

Итог:

Молекулярное уравнение реакции: NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O

Ионно-молекулярное уравнение: NaHCO3 + H+ + Cl- → Na+ + Cl- + CO2 + H2O

Массовые доли веществ в образовавшемся растворе: NaCl ≈ 0,0103%, CO2 ≈ 0,0077%, H2O ≈ 0,0032%.

Для начала, давайте определим, какие вещества участвуют в реакции. Мы имеем 8%-й раствор гидрокарбоната натрия (NaHCO3) и 4%-й раствор соляной кислоты (HCl).

1. Определение количества реагентов:

• Для 31,5 г 8%-го раствора NaHCO3:
• Масса NaHCO3 = 31,5 г * 0,08 = 2,52 г
• Для 17,0 кг 4%-й соляной кислоты:
• Масса HCl = 17,0 кг * 0,04 = 0,68 кг = 680 г

2. Реакция между NaHCO3 и HCl:

Реакция между гидрокарбонатом натрия и соляной кислотой описывается следующим уравнением:

Молекулярное уравнение:

NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O

Ионно-молекулярное уравнение можно записать, учитывая, что NaHCO3 и HCl полностью диссоциируют в растворе:

Ионно-молекулярное уравнение:

Na+ + HCO3- + H+ + Cl- → Na+ + Cl- + CO2 + H2O

После упрощения получаем:

HCO3- + H+ → CO2 + H2O

3. Определение, что произойдет при кипячении:

При кипячении образуется углекислый газ (CO2), который будет выделяться в виде пузырьков, и вода (H2O). В результате реакции образуется также хлористый натрий (NaCl), который останется в растворе.

4. Расчет массовых долей веществ в образовавшемся растворе:

Общая масса раствора после реакции будет равна массе исходных растворов. Мы имеем:

• Масса 8%-го раствора NaHCO3 = 31,5 г
• Масса 4%-го раствора HCl = 17000 г

Общая масса раствора = 31,5 г + 17000 г = 17031,5 г.

Теперь определим массу каждого вещества в растворе:

• Масса NaCl = 2,52 г (все NaHCO3 прореагировало с HCl)
• Масса CO2 = 2,52 г (все HCO3- прореагировало с H+)
• Масса H2O = 2,52 г (из-за реакции образуется вода)

5. Массовые доли веществ:

• Массовая доля NaCl = (2,52 г / 17031,5 г) * 100% ≈ 0,0148%
• Массовая доля CO2 = (2,52 г / 17031,5 г) * 100% ≈ 0,0148%
• Массовая доля H2O = (2,52 г / 17031,5 г) * 100% ≈ 0,0148%

Таким образом, в результате реакции образуется раствор, содержащий хлористый натрий, углекислый газ и воду, а массовые доли этих веществ в образовавшемся растворе очень малы.