Решение: Массовая доля карбоната натрия
К 150 г раствора карбоната натрия добавили избыток разбавленной серной кислоты и раствор нагрели до окончания выделения газа. Всего выделилось 3,36 л газа (н.у.). Рассчитайте массовую долю карбоната натрия в исходном растворе.
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 карбоната натрия с серной кислотой:
$$\mathrm{Na_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + CO_2\uparrow}$$Рассчитываем количество вещества углекислого газа при нормальных условиях:
$$n(\mathrm{CO_2}) = \dfrac{V(\mathrm{CO_2})}{V_m} = \dfrac{3{,}36\ \mathrm{л}}{22{,}4\ \mathrm{л/моль}} = 0{,}15\ \mathrm{моль}$$По уравнению реакции количества веществ карбоната натрия и углекислого газа относятся как 1:1, поэтому:
$$n(\mathrm{Na_2CO_3}) = n(\mathrm{CO_2}) = 0{,}15\ \mathrm{моль}$$Вычисляем молярную массу карбоната натрия и его массу:
$$M(\mathrm{Na_2CO_3}) = 2 \cdot 23 + 12 + 3 \cdot 16 = 106\ \mathrm{г/моль};\quad m(\mathrm{Na_2CO_3}) = n \cdot M = 0{,}15 \cdot 106 = 15{,}9\ \mathrm{г}$$Находим массовую долю карбоната натрия в исходном растворе:
$$\omega(\mathrm{Na_2CO_3}) = \dfrac{m(\mathrm{Na_2CO_3})}{m(\text{раствора})} = \dfrac{15{,}9\ \mathrm{г}}{150\ \mathrm{г}} = 0{,}106 = 10{,}6\%$$Массовая доля карбоната натрия в исходном растворе равна 10,6%.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Неверно определяют газ, выделяющийся в реакции.
Не учитывают соотношение веществ 1:1 по уравнению реакции.
Используют массу воды вместо массы исходного раствора при расчёте массовой доли.
Забывают перевести полученную долю в проценты.