Question

В результате обработки 13.7 г смеси карбоната и гидрокарбоната натрия избытком соляной кислоты выделилось 3.36 дм3(дециметра кубического) газа. Определите массовые доли солей в исходной смеси.Требуется правильное решение с обьяснениями. Не поленюсь кликнуть лучшее решение.

Answer 1

Na2CO3+ 2HCl=2NaCl+CO2+ H2O
NaHCO3+ HCl=2NaCl+CO2+ H2O
Кол-во молей газа: 3,36/22,4=0,15 моль, тогда прореагировать должно было столько же молей солей, 0,15 моль (всего). Составим уравнение, приняв х - мольная доля Na2CO3 в смеси, тогда: 0,15*х*(2*23+12+3*16)+ 0,15*(1-х)*(23+1+12+3*16)=13,7, отсюда х=0,333, т.е. Na2CO3 в смеси: 0,333*0,15=0,05 моля или 5,3 г, NaHCO3 0,1 моль - 8,4 г (всего 5,3+ 8,4=13,7 г). Тогда массовая доля NaHCO3: 8,4/13,7=0,61, Na2CO3 -  0,39.

Answer 2

Давайте разберем эту задачу шаг за шагом.

Сначала давайте составим химические уравнения для реакций, происходящих между соляной кислотой (HCl) и смесью карбоната и гидрокарбоната натрия (Na2CO3 + NaHCO3).

1. Реакция карбоната натрия с соляной кислотой: Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2

2. Реакция гидрокарбоната натрия с соляной кислотой: NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2

Итак, оба соединения (Na2CO3 и NaHCO3) реагируют с соляной кислотой, выделяя углекислый газ (CO2).

Молярные соотношения в реакции карбоната натрия с соляной кислотой: 1 моль Na2CO3 на 2 моля HCl. Молярные соотношения в реакции гидрокарбоната натрия с соляной кислотой: 1 моль NaHCO3 на 1 моль HCl.

Известно, что при обработке 13.7 г смеси выделилось 3.36 дм³ газа. Чтобы определить массовые доли солей, нужно сначала найти количество вещества (в молях) карбоната и гидрокарбоната натрия, которые реагировали с соляной кислотой.

Для нахождения количества вещества используем формулу:

\[ n = \frac{V}{V_m}, \]

где \( n \) - количество вещества в молях, \( V \) - объем газа (в дм³), \( V_m \) - молярный объем идеального газа при стандартных условиях (22.4 дм³/моль).

Для обоих соединений: \[ n = \frac{3.36}{22.4} = 0.15 \text{ моль} \]

Так как мольные соотношения для реакций разные, мы можем определить количество молей каждого соединения, которые реагировали:

1. Карбонат натрия (Na2CO3): Из уравнения видно, что на каждый моль Na2CO3 идут 2 моля HCl. Таким образом, количество моль HCl, реагировавшего с Na2CO3, будет \(0.15 \text{ моль} \times 2 = 0.30 \text{ моль}\).

2. Гидрокарбонат натрия (NaHCO3): Из уравнения видно, что на каждый моль NaHCO3 идет 1 моль HCl. Таким образом, количество моль HCl, реагировавшего с NaHCO3, будет также \(0.15 \text{ моль}\).

Теперь, имея количество моль HCl, реагировавшего с каждым соединением, мы можем определить их массы.

Молярная масса Na2CO3 = 105.99 г/моль Молярная масса NaHCO3 = 84.01 г/моль

Масса карбоната натрия (Na2CO3), реагировавшего с HCl: \[ \text{Масса Na2CO3} = 0.30 \text{ моль} \times 105.99 \text{ г/моль} = 31.80 \text{ г} \]

Масса гидрокарбоната натрия (NaHCO3), реагировавшего с HCl: \[ \text{Масса NaHCO3} = 0.15 \text{ моль} \times 84.01 \text{ г/моль} = 12.60 \text{ г} \]

Теперь найдем массовые доли каждого соединения в исходной смеси. Пусть масса смеси карбоната и гидрокарбоната натрия будет \( x \) граммов.

Массовая доля карбоната натрия: \[ \text{Массовая доля Na2CO3} = \frac{\text{Масса Na2CO3}}{x} \times 100\% = \frac{31.80 \text{ г}}{x} \times 100\% \]

Массовая доля гидрокарбоната натрия: \[ \text{Массовая доля NaHCO3} = \frac{\text{Масса NaHCO3}}{x} \times 100\% = \frac{12.60 \text{ г}}{x} \times 100\% \]

Таким образом, мы можем решить систему уравнений, учитывая, что сумма массовых долей равна 100%:

\[ \frac{31.80 \text{ г}}{x} \times 100\% + \frac{12.60 \text{ г}}{x} \times 100\% = 100\% \]

Теперь найдем общую массу смеси \( x \):

\[ x = \frac{31.80 \text{ г}}{\text{Массовая доля Na2CO3}} = \frac{12.60 \text{ г}}{\text{Массовая доля NaHCO3}} \]

После нахождения \( x \), мы сможем вычислить массовые доли каждого соединения в исходной смеси.