Какова масса и массовая доля гидроксида натрия в исходном растворе, если к раствору гидроксида натрия массой 1200 г добавили 490 г 40%-ого раствора серной кислоты, и для нейтрализации полученного раствора потребовалось 143 г кристаллической соды Na2CO3 * 10H2O?

Химия 9 класс Расчеты в химии (реакции нейтрализации и концентрации растворов) масса гидроксида натрия массовая доля раствора нейтрализация раствора кристаллическая сода серная кислота химические реакции расчет массы химия 9 класс Новый

Для решения этой задачи нам нужно определить массу и массовую долю гидроксида натрия в исходном растворе. Давайте разберем задачу по шагам.

Шаг 1: Определение массы серной кислоты в растворе

Мы знаем, что 490 г - это 40%-ый раствор серной кислоты. Чтобы найти массу самой серной кислоты, используем формулу:

• Масса серной кислоты = Масса раствора * Процентное содержание / 100%

Подставим значения:

• Масса серной кислоты = 490 г * 40 / 100 = 196 г

Шаг 2: Определение количества гидроксида натрия, необходимого для нейтрализации

Серная кислота (H2SO4) реагирует с гидроксидом натрия (NaOH) по уравнению:

• H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

Из уравнения видно, что на 1 моль H2SO4 требуется 2 моля NaOH. Сначала найдем количество вещества серной кислоты:

• Молярная масса H2SO4 = 2*1 + 32 + 4*16 = 98 г/моль
• Количество вещества H2SO4 = Масса / Молярная масса = 196 г / 98 г/моль = 2 моль

Теперь найдем количество NaOH, необходимое для нейтрализации:

• Количество NaOH = 2 * Количество H2SO4 = 2 * 2 моль = 4 моль

Молярная масса NaOH = 23 + 1 + 16 = 40 г/моль. Теперь найдем массу NaOH:

• Масса NaOH = Количество NaOH * Молярная масса = 4 моль * 40 г/моль = 160 г

Шаг 3: Определение количества Na2CO3, необходимого для нейтрализации оставшейся кислоты

Теперь у нас есть 143 г кристаллической соды (Na2CO3 * 10H2O). Сначала найдем массу Na2CO3 в этой гидратированной соли:

• Молярная масса Na2CO3 = 2*23 + 12 + 3*16 = 106 г/моль
• Молярная масса Na2CO3 * 10H2O = 106 + 10*(2 + 16) = 106 + 180 = 286 г/моль

Теперь найдем количество Na2CO3 в 143 г:

• Количество Na2CO3 = Масса / Молярная масса = 143 г / 286 г/моль ≈ 0.5 моль

Сода также реагирует с серной кислотой по уравнению:

• Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2↑

Из уравнения видно, что на 1 моль Na2CO3 требуется 1 моль H2SO4. Таким образом, 0.5 моль Na2CO3 нейтрализует 0.5 моль H2SO4.

Шаг 4: Определение оставшейся кислоты

Исходя из этого, у нас было 2 моль H2SO4, и 0.5 моль было нейтрализовано содой:

• Оставшееся количество H2SO4 = 2 - 0.5 = 1.5 моль

Шаг 5: Определение необходимого количества NaOH для нейтрализации оставшейся кислоты

На 1 моль H2SO4 требуется 2 моль NaOH, следовательно:

• Необходимое количество NaOH = 2 * 1.5 = 3 моль

Теперь найдем массу NaOH:

• Масса NaOH = 3 моль * 40 г/моль = 120 г

Шаг 6: Определение общей массы NaOH в исходном растворе

Теперь мы знаем, что в исходном растворе было 160 г NaOH, необходимого для нейтрализации первой части кислоты, и 120 г для нейтрализации оставшейся кислоты:

• Общая масса NaOH = 160 г + 120 г = 280 г

Шаг 7: Определение массовой доли NaOH в исходном растворе

Теперь мы можем найти массовую долю NaOH в исходном растворе. Исходный раствор гидроксида натрия имел массу 1200 г:

• Массовая доля NaOH = (Масса NaOH / Масса раствора) * 100% = (280 г / 1200 г) * 100% ≈ 23.33%

Таким образом, масса гидроксида натрия в исходном растворе составляет 280 г, а его массовая доля - примерно 23.33%.