Задание №34 — Типы расчётных задач
Гидрокарбонат натрия массой 43,34 г прокалили до постоянной массы. Остаток растворили в избытке соляной кислоты. Получившийся при этом газ пропустили через 100 г 10%-ного раствора гидроксида натрия. Определите состав и массу образовавшейся соли, её массовую долю в растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи,
и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение. Уравнения реакций:
2NaHCO3 → (t°) Na2CO3 + CO2↑ + H2O
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2↑
CO2 + NaOH → NaHCO3
Прокаливание. n(NaHCO3) = 43,34 г / 84 г/моль = 0,516 моль.
«До постоянной массы» означает полное разложение, и по первому уравнению
n(Na2CO3) = 0,516 моль / 2 = 0,258 моль.
Газ, который пропускают через щёлочь. Это углекислый газ второй реакции (газ, выделившийся при прокаливании, в задаче не используется):
n(CO2) = n(Na2CO3) = 0,258 моль (кислота взята в избытке, карбонат прореагировал весь).
Какая соль получится. n(NaOH) = 100 г · 0,10 / 40 г/моль = 10 г / 40 г/моль = 0,25 моль.
Отношение n(CO2) : n(NaOH) = 0,258 : 0,25 = 1,03, то есть газа больше, чем щёлочи: CO2 в избытке, NaOH в недостатке. При избытке углекислого газа образуется только кислая соль — гидрокарбонат натрия, и расчёт ведём по щёлочи:
n(NaHCO3) = n(NaOH) = 0,25 моль, m = 0,25 моль · 84 г/моль = 21 г.
Масса раствора. В раствор перешёл только тот CO2, который прореагировал:
m(CO2, поглощ.) = 0,25 моль · 44 г/моль = 11 г (избыток 0,258 − 0,25 = 0,008 моль улетает).
m(р-ра) = 100 г + 11 г = 111 г.
ω(NaHCO3) = 21 г / 111 г = 0,1892, или 18,92 %.
Ответ: образуется кислая соль — гидрокарбонат натрия NaHCO3, m(NaHCO3) = 21 г, ω(NaHCO3) ≈ 18,92 %.
Источник: ФИПИ