Question

Какую массу натрия необходимо затратить в реакции с водой для получения 200 г 4%-ного раствора щёлочи? Какой объём водорода (н.у.) при этом выделится?

Answer 1

Ответ:

Для решения задачи необходимо знать молярную массу NaOH, которая равна 40 г/моль, и плотность 4%-ного раствора щелочи, которая составляет примерно 1,04 г/мл.

Масса NaOH, необходимая для приготовления 200 г 4%-ного раствора щелочи, будет равна:

200 г × 0,04 = 8 г

Объем водорода, выделившегося в результате реакции, можно рассчитать по уравнению реакции:

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2

Согласно уравнению реакции, на каждые 2 моля NaOH образуется 1 моль водорода. При этом масса 2 молей NaOH составляет 80 г (2 моля × 40 г/моль).

Молярный объем газа (водорода) при н.у. равен 22,4 л/моль. Поэтому, количество водорода можно рассчитать по формуле:

n(H2) = m(H2) / M(H2) = 80 г / 2 г/моль = 40 моль

V(H2) = n(H2) × 22,4 л/моль = 896 л

Таким образом, для получения 200 г 4%-ного раствора щелочи необходимо затратить 8 г NaOH, а объем водорода при этом составит 896 л (при н.у.).

Объяснение:

Answer 2

Для решения этой задачи необходимо использовать химическое уравнение реакции между натрием и водой:

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

По уравнению видно, что для образования 2 молей гидроксида натрия (NaOH) необходимо 2 моля натрия (Na).

Молярная масса Na = 22,99 г/моль.

Масса 4%-ного раствора щелочи составляет 200 г, что означает, что в этой массе раствора содержится 4 г NaOH.

Массовая доля вещества в растворе вычисляется по формуле:

Массовая доля = (масса вещества / масса раствора) * 100%

Таким образом, масса NaOH в растворе составляет:

Масса NaOH = (4 г / 100%) * 4% = 0,16 г

Для образования 2 молей NaOH необходимо 2 моля Na, что соответствует массе:

Масса Na = 2 * 22,99 г/моль = 45,98 г

Таким образом, для получения 200 г 4%-ного раствора щелочи потребуется затратить 45,98 г натрия.

Когда натрий реагирует с водой, образуется водород (H₂). По химическому уравнению видно, что 2 моля Na приводят к образованию 1 моля H₂.

Молярная масса H₂ = 2 г/моль.

Таким образом, для получения 1 моля H₂ необходимо затратить 2 моля Na, что соответствует массе:

Масса H₂ = 2 * 2 г/моль = 4 г

Для определения объема выделившегося водорода можно использовать уравнение идеального газа:

V = (m * RT) / (M * P)

где V - объем газа (в данном случае водорода), m - масса газа, R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л * атм / моль * К), T - температура (при нормальных условиях 273 К), M - молярная масса газа (в данном случае 2 г/моль), P - давление (при нормальных условиях 1 атм).

Подставляя значения в уравнение, получаем:

V = (4 г * 0,0821 л * атм / моль * К * 273 К) / (2 г/моль * 1 атм) = 89,