Question

При нагревании 3 кг смеси карбоната и гидрокарбоната натрия выделилось 0,224 м3 (н. у.) углекислого газа. Вычислите количественный состав исходной смеси.

Answer 1

0,224 м³ = 224 л

1) При нагревании из смеси будет разлагаться только гидрокарбонат натрия по схеме:

2 NaНCO₃  → Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O

3) Находим массу 1 моля гидрокарбоната натрия:

М(NaНCO₃ ) = 23 + 1 + 12 + 3*16 = 84 г/моль

4) По уравнению видно, что при нагревании 2 молей или 2*84 = 168 граммов гидрокарбоната натрия выделяется 1 моль газа или 22,4 л

168 г NaНCO₃ ------------------ 22,4 л СО₂

  Х г NaНCO₃ ------------------ 224 л СО₂

Х = 168 г*224/22,4 = 1680 г

Значит карбоната натрия в смеси будет:

3000 - 1680 = 1320 г

5) Определяем количественный состав:

ω(NaНCO₃) = (1680/3000)*100% = 56%

ω(Na₂CO₃) = (1320/3000)*100% = 44%

Answer 2

Давайте рассмотрим данную задачу.

Обозначим массу карбоната натрия (Na2CO3) как m1 и массу гидрокарбоната натрия (NaHCO3) как m2.

1. Вычислим количество выделившегося углекислого газа: Мы знаем, что 1 моль углекислого газа (CO2) занимает при нормальных условиях (н. у.) объем 22,4 литра. Таким образом, мольное количество углекислого газа (n) можно найти по формуле:

n = V / Vm,

где V - объем выделившегося газа (0,224 м3), Vm - мольный объем углекислого газа при нормальных условиях (Vm = 22,4 л/моль).

n = 0,224 м3 / 22,4 л/моль ≈ 0,01 моль.

2. Найдем массу углекислого газа, который выделился в результате реакции. Масса углекислого газа равна массе углерода в нем, так как кислород берется из Na2CO3 и NaHCO3.

Масса углерода в 1 моле углекислого газа (CO2) равна 12 граммам, поэтому масса углерода в 0,01 моль углекислого газа будет:

m(углерод) = n * молярная масса углерода = 0,01 моль * 12 г/моль ≈ 0,12 г.

3. Теперь найдем массу натрия в выделившемся углекислом газе.

Масса натрия в 1 моле Na2CO3 (карбоната натрия) равна 2 * 23 г = 46 г. Масса натрия в 1 моле NaHCO3 (гидрокарбоната натрия) равна 23 г.

Таким образом, масса натрия в 0,01 моль углекислого газа будет:

m(натрий) = 2 * масса Na2CO3 + масса NaHCO3 m(натрий) = 2 * 46 г + 23 г = 115 г.

4. Находим массу исходной смеси карбоната и гидрокарбоната натрия:

m(смесь) = m(углерод) + m(натрий) = 0,12 г + 115 г ≈ 115,12 г.

Теперь можем вычислить количественный состав исходной смеси:

Массовая доля карбоната натрия (X1) в смеси: X1 = m1 / m(смесь) = m1 / 115,12 г

Массовая доля гидрокарбоната натрия (X2) в смеси: X2 = m2 / m(смесь) = m2 / 115,12 г

Масса карбоната натрия (m1) и масса гидрокарбоната натрия (m2) в смеси составляют 3 кг, то есть m1 + m2 = 3000 г.

Теперь можем записать систему уравнений:

{ m1 + m2 = 3000 г, X1 * m(смесь) = m1, X2 * m(смесь) = m2 }

Подставим m(смесь) = 115,12 г:

{ m1 + m2 = 3000 г, X1 * 115,12 г = m1, X2 * 115,12 г = m2 }

Решим систему уравнений:

m1 = X1 * 115,12 г, m2 = X2 * 115,12 г, m1 + m2 = 3000 г.

Поскольку у нас два уравнения и три неизвестных (m1, m2, X1, X2), данная система будет иметь бесконечное количество решений. Нам нужно дополнительное уравнение или условие, чтобы однозначно определить значения X1 и X2. Если у нас есть дополнительная информация или условие задачи, пожалуйста, предоставьте его, и я помогу вам продолжить решение.