Решение: Расчёт объёма углекислого газа
Через $40\ \text{г}$ раствора с массовой долей гидроксида натрия $6\%$ пропустили углекислый газ до образования карбоната натрия. Вычислите объём (н.у.) затраченного на реакцию газа.
В ответе запишите уравнение реакции, о которой идёт речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Решение по шагам
5 шаговЗаписываем уравнение реакции образования карбоната натрия:
$$2\mathrm{NaOH}+\mathrm{CO_2}\rightarrow\mathrm{Na_2CO_3}+\mathrm{H_2O}$$Вычисляем массу гидроксида натрия в растворе:
$$m(\mathrm{NaOH})=m_{\text{раствора}}\cdot\omega(\mathrm{NaOH})=40\cdot0{,}06=2{,}4\ \text{г}$$Находим количество вещества гидроксида натрия:
$$n(\mathrm{NaOH})=\frac{m(\mathrm{NaOH})}{M(\mathrm{NaOH})}=\frac{2{,}4\ \text{г}}{40\ \text{г/моль}}=0{,}06\ \text{моль}$$По уравнению реакции из двух моль гидроксида натрия образуется один моль углекислого газа, поэтому:
$$n(\mathrm{CO_2})=\frac{n(\mathrm{NaOH})}{2}=\frac{0{,}06}{2}=0{,}03\ \text{моль}$$При нормальных условиях молярный объём газа равен $22{,}4\ \text{л/моль}$. Вычисляем объём углекислого газа:
$$V(\mathrm{CO_2})=n(\mathrm{CO_2})\cdot V_m=0{,}03\cdot22{,}4=0{,}672\ \text{л}$$Уравнение: $2\mathrm{NaOH}+\mathrm{CO_2}\rightarrow\mathrm{Na_2CO_3}+\mathrm{H_2O}$. Объём затраченного углекислого газа равен $0{,}672\ \text{л}$, или $672\ \text{мл}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Используют массу всего раствора вместо массы растворённого гидроксида натрия.
Неверно учитывают соотношение веществ в уравнении реакции и принимают $n(\mathrm{CO_2})=n(\mathrm{NaOH})$.
Используют молярный объём газа, не соответствующий нормальным условиям.