34

Решение: Прокаливание гидрокарбоната натрия

ЕГЭ · Химия · Задание 34 · Химические расчёты
ВысокаяФИПИB07D78Развёрнутое решение≈ 12 минутРазбор в 11 шагов
Условие

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).

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

11 шагов
1

При прокаливании гидрокарбонат натрия разлагается с образованием карбоната натрия, углекислого газа и воды.

$$2\mathrm{NaHCO_3} \rightarrow \mathrm{Na_2CO_3}+\mathrm{CO_2}+\mathrm{H_2O}$$
2

Вычислим количество вещества исходного гидрокарбоната натрия:

$$M(\mathrm{NaHCO_3})=84\ \mathrm{г/моль};\quad n(\mathrm{NaHCO_3})=\frac{43{,}34\ \mathrm{г}}{84\ \mathrm{г/моль}}=0{,}516\ \mathrm{моль}$$
3

По уравнению реакции образуется в два раза меньше карбоната натрия и углекислого газа:

$$n(\mathrm{Na_2CO_3})=n(\mathrm{CO_2})=\frac{0{,}516}{2}=0{,}258\ \mathrm{моль}$$
4

Карбонат натрия реагирует с избытком соляной кислоты с выделением дополнительного углекислого газа.

$$\mathrm{Na_2CO_3}+2\mathrm{HCl}\rightarrow 2\mathrm{NaCl}+\mathrm{H_2O}+\mathrm{CO_2}$$
5

Количество углекислого газа, получившегося при взаимодействии остатка с кислотой, равно количеству карбоната натрия, то есть $0{,}258$ моль.

$$n(\mathrm{CO_2})=0{,}258\ \mathrm{моль}$$
6

В исходном растворе гидроксида натрия содержится:

$$m(\mathrm{NaOH})=100\ \mathrm{г}\cdot 0{,}10=10\ \mathrm{г};\quad n(\mathrm{NaOH})=\frac{10\ \mathrm{г}}{40\ \mathrm{г/моль}}=0{,}25\ \mathrm{моль}$$
7

Так как углекислого газа немного больше, чем гидроксида натрия, щёлочь является лимитирующим веществом. Образуется гидрокарбонат натрия:

$$\mathrm{CO_2}+\mathrm{NaOH}\rightarrow\mathrm{NaHCO_3}$$
8

Количество вещества и масса образовавшейся соли:

$$n(\mathrm{NaHCO_3})=n(\mathrm{NaOH})=0{,}25\ \mathrm{моль};\quad m(\mathrm{NaHCO_3})=0{,}25\ \mathrm{моль}\cdot84\ \mathrm{г/моль}=21\ \mathrm{г}$$
9

В раствор поглощается $0{,}25$ моль углекислого газа. Его масса равна:

$$m(\mathrm{CO_2})=0{,}25\ \mathrm{моль}\cdot44\ \mathrm{г/моль}=11\ \mathrm{г}$$
10

Масса конечного раствора равна сумме массы исходного раствора и массы поглощённого газа:

$$m_{\text{раствора}}=100\ \mathrm{г}+11\ \mathrm{г}=111\ \mathrm{г}$$

Массовая доля гидрокарбоната натрия в конечном растворе:

$$\omega(\mathrm{NaHCO_3})=\frac{21\ \mathrm{г}}{111\ \mathrm{г}}\cdot100\%=18{,}9\%$$
Ответ

Образуется гидрокарбонат натрия $\mathrm{NaHCO_3}$ массой $21$ г. Его массовая доля в конечном растворе составляет $18{,}9\%$.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Не учитывать выделение углекислого газа при взаимодействии остатка с соляной кислотой.

Считать, что при пропускании углекислого газа через раствор всегда образуется карбонат натрия.

Не определить лимитирующее вещество при взаимодействии $\mathrm{CO_2}$ с $\mathrm{NaOH}$.

Рассчитать массовую долю соли относительно исходной массы раствора, не прибавив массу поглощённого углекислого газа.

Закрепить приёмВ теме «Химические расчёты» ещё 309 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 34 ЕГЭ, химия

Разбор этой задачи разложен на 11 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Химические расчёты»: в ней 310 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.