Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Составим уравнение химической реакции взаимодействия натрия с водой. При этой реакции образуется гидроксид натрия и выделяется газ водород:
$2Na + 2H_{2}O = 2NaOH + H_{2} \uparrow$

2. Вычислим количество вещества (в молях) выделившегося водорода $H_{2}$. Для этого воспользуемся формулой $n = \frac{V}{V_{m}}$, где $V_{m} = 22,4$ л/моль — молярный объем газа при нормальных условиях:
$n(H_{2}) = \frac{1,12 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,05 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим количество вещества образовавшегося гидроксида натрия $NaOH$. Согласно коэффициентам в уравнении, перед $NaOH$ стоит коэффициент 2, а перед $H_{2}$ — коэффициент 1. Это значит, что гидроксида натрия образуется в 2 раза больше, чем водорода:
$n(NaOH) = 2 \cdot n(H_{2}) = 2 \cdot 0,05 \text{ моль} = 0,1 \text{ моль}$

4. Рассчитаем массу образовавшегося гидроксида натрия. Для этого умножим количество вещества на молярную массу $M(NaOH)$.
Молярная масса $M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$.
$m(NaOH) = n(NaOH) \cdot M(NaOH) = 0,1 \text{ моль} \cdot 40 \text{ г/моль} = 4 \text{ г}$

5. Вычислим массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе. По условию масса раствора составляет 100 г. Используем формулу $\omega = \frac{m_{\text{вещества}}}{m_{\text{раствора}}} \cdot 100\%$:
$\omega(NaOH) = \frac{4 \text{ г}}{100 \text{ г}} \cdot 100\% = 4\%$

Ответ: 4%

Источник: ФИПИ