Номер 12, страница 229 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

8.12. Оксид натрия количеством 0,1 моль растворили в 33,8 г воды. Найдите массовую долю вещества в полученном растворе.

Дано:

Количество вещества оксида натрия ($n(Na_2O)$) = 0,1 моль
Масса воды ($m(H_2O)$) = 33,8 г

Перевод в систему СИ:
Масса воды ($m(H_2O)$) = 0,0338 кг

Найти:

Массовую долю вещества в полученном растворе ($\omega_{вещества}$) - ?

Решение:

При растворении оксида натрия ($Na_2O$) в воде происходит химическая реакция, в результате которой образуется новое вещество — гидроксид натрия ($NaOH$). Именно он и будет являться растворенным веществом в полученном растворе.

1. Составим уравнение химической реакции:
$Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH$

2. Для нахождения массы всего раствора необходимо знать массу добавленного оксида натрия. Найдем ее, используя молярную массу.
Молярная масса оксида натрия:
$M(Na_2O) = 2 \times M(Na) + M(O) = 2 \times 23 \text{ г/моль} + 16 \text{ г/моль} = 62 \text{ г/моль}$
Масса оксида натрия:
$m(Na_2O) = n(Na_2O) \times M(Na_2O) = 0,1 \text{ моль} \times 62 \text{ г/моль} = 6,2 \text{ г}$

3. Рассчитаем массу конечного раствора. Согласно закону сохранения массы, масса раствора равна сумме масс исходных компонентов:
$m_{раствора} = m(Na_2O) + m(H_2O) = 6,2 \text{ г} + 33,8 \text{ г} = 40,0 \text{ г}$

4. Теперь найдем массу растворенного вещества — гидроксида натрия ($NaOH$). Из уравнения реакции видно, что из 1 моль $Na_2O$ образуется 2 моль $NaOH$. Найдем количество вещества $NaOH$:
$n(NaOH) = 2 \times n(Na_2O) = 2 \times 0,1 \text{ моль} = 0,2 \text{ моль}$

5. Рассчитаем массу образовавшегося гидроксида натрия.
Молярная масса гидроксида натрия:
$M(NaOH) = M(Na) + M(O) + M(H) = 23 \text{ г/моль} + 16 \text{ г/моль} + 1 \text{ г/моль} = 40 \text{ г/моль}$
Масса гидроксида натрия:
$m(NaOH) = n(NaOH) \times M(NaOH) = 0,2 \text{ моль} \times 40 \text{ г/моль} = 8,0 \text{ г}$

6. Наконец, рассчитаем массовую долю гидроксида натрия в растворе по формуле:
$\omega(вещества) = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}}$
$\omega(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{m_{раствора}} = \frac{8,0 \text{ г}}{40,0 \text{ г}} = 0,2$

Для выражения массовой доли в процентах, умножим полученное значение на 100%:
$\omega(NaOH) = 0,2 \times 100\% = 20\%$

Ответ: массовая доля вещества в полученном растворе составляет 20%.