Страница 224 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.292. В смеси угарного и углекислого газа на пять атомов углерода приходится семь атомов кислорода. Найдите мольные и массовые доли газов в смеси.

Дано:

Смесь газов: угарный газ (CO) и углекислый газ (CO₂).

Соотношение числа атомов углерода (C) и кислорода (O): $N(C) : N(O) = 5 : 7$.

Найти:

Мольные доли газов: $\chi(CO)$, $\chi(CO_2)$.

Массовые доли газов: $\omega(CO)$, $\omega(CO_2)$.

Решение:

Пусть количество вещества (число молей) угарного газа в смеси равно $n(CO)$, а углекислого газа — $n(CO_2)$.

Каждая молекула CO содержит 1 атом углерода и 1 атом кислорода. Каждая молекула CO₂ содержит 1 атом углерода и 2 атома кислорода.

Тогда общее количество вещества атомов углерода ($n(C)$) и кислорода ($n(O)$) в смеси можно выразить через количество вещества газов:

$n(C) = n(CO) \cdot 1 + n(CO_2) \cdot 1 = n(CO) + n(CO_2)$

$n(O) = n(CO) \cdot 1 + n(CO_2) \cdot 2 = n(CO) + 2n(CO_2)$

Соотношение числа атомов элементов равно соотношению их количеств вещества:

$\frac{n(C)}{n(O)} = \frac{N(C)}{N(O)} = \frac{5}{7}$

Подставим выражения для $n(C)$ и $n(O)$ в это соотношение:

$\frac{n(CO) + n(CO_2)}{n(CO) + 2n(CO_2)} = \frac{5}{7}$

Решим полученное уравнение методом пропорции:

$7 \cdot (n(CO) + n(CO_2)) = 5 \cdot (n(CO) + 2n(CO_2))$

$7n(CO) + 7n(CO_2) = 5n(CO) + 10n(CO_2)$

$7n(CO) - 5n(CO) = 10n(CO_2) - 7n(CO_2)$

$2n(CO) = 3n(CO_2)$

Из этого уравнения находим мольное соотношение газов в смеси:

$\frac{n(CO)}{n(CO_2)} = \frac{3}{2}$

Это означает, что на каждые 3 моля угарного газа в смеси приходится 2 моля углекислого газа.

Мольные доли

Мольная доля ($\chi$) компонента — это отношение количества вещества данного компонента к общему количеству вещества всех компонентов в смеси. Пусть в смеси содержится $3x$ моль CO и $2x$ моль CO₂.

Общее количество вещества в смеси:

$n_{общ} = n(CO) + n(CO_2) = 3x + 2x = 5x$

Мольная доля угарного газа:

$\chi(CO) = \frac{n(CO)}{n_{общ}} = \frac{3x}{5x} = \frac{3}{5} = 0.6$

Мольная доля углекислого газа:

$\chi(CO_2) = \frac{n(CO_2)}{n_{общ}} = \frac{2x}{5x} = \frac{2}{5} = 0.4$

Ответ: Мольная доля угарного газа $\chi(CO) = 0.6$ (60%), мольная доля углекислого газа $\chi(CO_2) = 0.4$ (40%).

Массовые доли

Массовая доля ($\omega$) компонента — это отношение массы данного компонента к общей массе смеси. Для расчета нам понадобятся молярные массы газов. Примем относительные атомные массы: $A_r(C)=12$, $A_r(O)=16$.

Молярная масса угарного газа:

$M(CO) = 12 + 16 = 28$ г/моль.

Молярная масса углекислого газа:

$M(CO_2) = 12 + 2 \cdot 16 = 44$ г/моль.

Для удобства расчета предположим, что мы взяли 5 моль смеси. Тогда, согласно мольному соотношению, в ней будет 3 моль CO и 2 моль CO₂.

Найдем массы этих количеств газов:

$m(CO) = n(CO) \cdot M(CO) = 3 \text{ моль} \cdot 28 \text{ г/моль} = 84$ г.

$m(CO_2) = n(CO_2) \cdot M(CO_2) = 2 \text{ моль} \cdot 44 \text{ г/моль} = 88$ г.

Общая масса смеси:

$m_{общ} = m(CO) + m(CO_2) = 84 \text{ г} + 88 \text{ г} = 172$ г.

Теперь вычислим массовые доли:

Массовая доля угарного газа:

$\omega(CO) = \frac{m(CO)}{m_{общ}} = \frac{84}{172} = \frac{21}{43} \approx 0.488$

Массовая доля углекислого газа:

$\omega(CO_2) = \frac{m(CO_2)}{m_{общ}} = \frac{88}{172} = \frac{22}{43} \approx 0.512$

Ответ: Массовая доля угарного газа $\omega(CO) \approx 0.488$ (48.8%), массовая доля углекислого газа $\omega(CO_2) \approx 0.512$ (51.2%).

7.293. Водный раствор лакмуса обесцвечивается: а) при пропускании хлора; б) при добавлении порошка активированного угля. Дайте объяснения причинам этих явлений.

Решение

а) при пропускании хлора;

Обесцвечивание водного раствора лакмуса при пропускании через него хлора является химическим процессом. Он протекает в несколько этапов.

1. Сначала хлор ($Cl_2$) реагирует с водой ($H_2O$) с образованием двух кислот — соляной ($HCl$) и хлорноватистой ($HClO$):
$Cl_2 + H_2O \rightleftharpoons HCl + HClO$

2. Образовавшиеся кислоты повышают кислотность раствора. Лакмус, будучи кислотно-основным индикатором, в кислой среде меняет свой цвет с фиолетового на красный.

3. Хлорноватистая кислота ($HClO$) является сильным окислителем и нестабильным соединением. Она разлагается, выделяя атомарный кислород ([O]), который обладает высокой окислительной способностью:
$HClO \rightarrow HCl + [O]$

4. Атомарный кислород окисляет сложные органические молекулы красителя лакмуса, разрушая их структуру (в частности, хромофорные группы, отвечающие за цвет). В результате этого химического разрушения краситель теряет свой цвет, и раствор становится бесцветным.

Ответ: При пропускании хлора через водный раствор лакмуса происходит его реакция с водой с образованием хлорноватистой кислоты ($HClO$). Эта кислота является сильным окислителем, она разрушает молекулы красителя лакмуса, что приводит к обесцвечиванию раствора.

б) при добавлении порошка активированного угля.

В отличие от предыдущего случая, обесцвечивание раствора лакмуса активированным углем является физическим, а не химическим процессом.

1. Активированный уголь — это вещество с очень пористой структурой и, как следствие, с огромной площадью поверхности. Благодаря этому он является отличным адсорбентом.

2. Адсорбция — это процесс поглощения вещества из раствора или газа поверхностью другого вещества (адсорбента). В данном случае молекулы красителя лакмуса "прилипают" к поверхности частиц угля и удерживаются на ней силами межмолекулярного взаимодействия.

3. Так как молекулы красителя удаляются из раствора, концентрируясь на поверхности угля, сам раствор становится бесцветным. При этом химического разрушения молекул лакмуса не происходит, они просто удалены из раствора.

Ответ: Активированный уголь обесцвечивает раствор лакмуса за счет адсорбции. Его пористая поверхность поглощает молекулы красителя, удаляя их из раствора. Это физический процесс, не изменяющий химическую структуру лакмуса.

7.294. Найдите процентную концентрацию соляной кислоты, на нейтрализацию 150 г которой израсходовали 31,8 г карбоната натрия.

Дано:

m(раствора HCl) = 150 г
m(Na₂CO₃) = 31,8 г

Найти:

ω(HCl) - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции нейтрализации карбоната натрия соляной кислотой. В ходе реакции образуются хлорид натрия, вода и углекислый газ:

$Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$

2. Рассчитаем молярные массы реагентов, используя периодическую таблицу химических элементов:

Молярная масса карбоната натрия ($Na_2CO_3$):
$M(Na_2CO_3) = 2 \cdot Ar(Na) + Ar(C) + 3 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 23 + 12 + 3 \cdot 16 = 106$ г/моль

Молярная масса соляной кислоты (хлороводорода, $HCl$):
$M(HCl) = Ar(H) + Ar(Cl) = 1 + 35,5 = 36,5$ г/моль

3. Найдем количество вещества (число молей) карбоната натрия, которое было израсходовано на нейтрализацию:

$n(Na_2CO_3) = \frac{m(Na_2CO_3)}{M(Na_2CO_3)} = \frac{31,8 \text{ г}}{106 \text{ г/моль}} = 0,3$ моль

4. Согласно уравнению реакции, на 1 моль карбоната натрия требуется 2 моль соляной кислоты. Определим количество вещества $HCl$, которое прореагировало:

$n(HCl) = 2 \cdot n(Na_2CO_3) = 2 \cdot 0,3 \text{ моль} = 0,6$ моль

5. Теперь вычислим массу чистого хлороводорода, содержавшегося в 150 г раствора:

$m(HCl) = n(HCl) \cdot M(HCl) = 0,6 \text{ моль} \cdot 36,5 \text{ г/моль} = 21,9$ г

6. Наконец, определим процентную концентрацию (массовую долю) соляной кислоты в исходном растворе:

$\omega(HCl) = \frac{m(\text{вещества HCl})}{m(\text{раствора HCl})} \cdot 100\% = \frac{21,9 \text{ г}}{150 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,146 \cdot 100\% = 14,6\%$

Ответ: процентная концентрация соляной кислоты составляет 14,6%.

7.295. Как различить сернистый и углекислый газы?

Сернистый газ (диоксид серы, $SO_2$) и углекислый газ (диоксид углерода, $CO_2$) — это бесцветные газы. Для их распознавания можно использовать несколько способов, основанных на различиях в их физических и химических свойствах.

Способ 1. По запаху

Это самый простой способ, основанный на физических свойствах газов. Необходимо с большой осторожностью определить запах каждого из газов, поскольку сернистый газ токсичен. Углекислый газ не имеет запаха, в то время как сернистый газ обладает характерным резким, удушливым запахом (похожим на запах зажженной спички).

Ответ: Сернистый газ имеет резкий удушливый запах, а углекислый газ запаха не имеет.

Способ 2. Взаимодействие с раствором перманганата калия

Этот способ основан на окислительно-восстановительных свойствах. Сернистый газ является сильным восстановителем, в отличие от углекислого газа, где углерод находится в высшей степени окисления (+4). Нужно пропустить каждый газ через пробирку с подкисленным раствором перманганата калия ($KMnO_4$), имеющим фиолетовую окраску.

• При пропускании сернистого газа ($SO_2$) фиолетовый раствор обесцветится, так как $SO_2$ восстанавливает ион $MnO_4^-$ до бесцветного иона $Mn^{2+}$. Уравнение реакции:
  $5SO_2 + 2KMnO_4 + 2H_2O \rightarrow K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 2H_2SO_4$
• При пропускании углекислого газа ($CO_2$) окраска раствора не изменится, так как реакция не идет.

Ответ: Сернистый газ обесцвечивает фиолетовый раствор перманганата калия, а углекислый газ не вызывает видимых изменений.

Способ 3. Взаимодействие с раствором дихромата калия

Аналогично предыдущему способу, используется свойство сернистого газа быть восстановителем. Газы пропускают через подкисленный раствор дихромата калия ($K_2Cr_2O_7$), который имеет оранжевую окраску.

• Сернистый газ ($SO_2$) вызовет изменение окраски раствора с оранжевой на зеленую. Это происходит из-за восстановления иона $Cr_2O_7^{2-}$ (оранжевый) до иона $Cr^{3+}$ (зеленый). Уравнение реакции:
  $3SO_2 + K_2Cr_2O_7 + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + Cr_2(SO_4)_3 + H_2O$
• Углекислый газ ($CO_2$) не будет реагировать с дихроматом калия, и цвет раствора останется оранжевым.

Ответ: При пропускании через оранжевый раствор дихромата калия сернистый газ изменяет его цвет на зеленый, в то время как углекислый газ не вступает в реакцию.

Способ 4. Взаимодействие с йодной водой

Этот качественный тест также основан на восстановительных свойствах диоксида серы. Газы пропускают через йодную воду (раствор йода $I_2$ в воде), имеющую бурый цвет.

• Сернистый газ ($SO_2$) обесцветит йодную воду, восстанавливая молекулярный йод $I_2$ до бесцветных йодид-ионов $I^-$. Уравнение реакции:
  $SO_2 + I_2 + 2H_2O \rightarrow H_2SO_4 + 2HI$
• Углекислый газ ($CO_2$) не реагирует с йодом, поэтому цвет раствора не изменится.

Ответ: Сернистый газ обесцвечивает бурую йодную воду, а углекислый газ — нет.

7.296. Как различаются объёмы углекислого газа, выделяющиеся при разложении гидрокарбоната натрия и при действии на него соляной кислотой?

Дано:

Два процесса с участием гидрокарбоната натрия ($NaHCO_3$):

1. Термическое разложение.

2. Реакция с соляной кислотой ($HCl$).

В обоих случаях используется одинаковая масса $NaHCO_3$, обозначим ее $m$.

Найти:

Сравнить объемы выделившегося углекислого газа ($V(CO_2)$) в обоих процессах.

Решение:

Для решения задачи необходимо записать уравнения реакций для обоих процессов и сравнить мольные соотношения исходного вещества и продукта (углекислого газа).

Пусть масса исходного гидрокарбоната натрия в обоих случаях равна $m$.

Молярная масса гидрокарбоната натрия:

$M(NaHCO_3) = 23 + 1 + 12 + 3 \times 16 = 84 \text{ г/моль}$

Количество вещества гидрокарбоната натрия, взятого для каждой реакции:

$n(NaHCO_3) = \frac{m}{M(NaHCO_3)} = \frac{m}{84} \text{ моль}$

1. Разложение гидрокарбоната натрия

Реакция термического разложения при нагревании:

$2NaHCO_3 \xrightarrow{t^\circ} Na_2CO_3 + H_2O + CO_2\uparrow$

Согласно уравнению реакции, из 2 моль $NaHCO_3$ образуется 1 моль $CO_2$.

Следовательно, количество вещества выделившегося $CO_2$ ($n_1(CO_2)$) будет в два раза меньше количества вещества $NaHCO_3$:

$n_1(CO_2) = \frac{1}{2} n(NaHCO_3) = \frac{1}{2} \cdot \frac{m}{84} = \frac{m}{168} \text{ моль}$

Объем газа $V_1$ (при одинаковых условиях) пропорционален количеству вещества:

$V_1(CO_2) = n_1(CO_2) \cdot V_m = \frac{m}{168} \cdot V_m$, где $V_m$ — молярный объем газа.

2. Действие соляной кислоты на гидрокарбонат натрия

Реакция с соляной кислотой:

$NaHCO_3 + HCl \rightarrow NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$

Согласно уравнению реакции, из 1 моль $NaHCO_3$ образуется 1 моль $CO_2$.

Следовательно, количество вещества выделившегося $CO_2$ ($n_2(CO_2)$) равно количеству вещества $NaHCO_3$:

$n_2(CO_2) = n(NaHCO_3) = \frac{m}{84} \text{ моль}$

Объем газа $V_2$:

$V_2(CO_2) = n_2(CO_2) \cdot V_m = \frac{m}{84} \cdot V_m$

Теперь сравним полученные объемы, найдя их отношение:

$\frac{V_2(CO_2)}{V_1(CO_2)} = \frac{\frac{m}{84} \cdot V_m}{\frac{m}{168} \cdot V_m} = \frac{m}{84} \cdot \frac{168}{m} = \frac{168}{84} = 2$

Таким образом, $V_2(CO_2) = 2 \cdot V_1(CO_2)$.

Ответ:

Объем углекислого газа, выделяющегося при действии соляной кислоты на гидрокарбонат натрия, в два раза больше объема углекислого газа, выделяющегося при термическом разложении такой же массы гидрокарбоната натрия.

7.297. К 130 мл 10%-го раствора карбоната калия (плотность 1,04 г/мл) добавили 260 мл 15%-го раствора хлорида бария (плотность 1,07 г/мл). Найдите массовые доли солей в конечном растворе.

Дано:

$V(р-ра K_2CO_3) = 130$ мл
$\omega(K_2CO_3) = 10\%$
$\rho(р-ра K_2CO_3) = 1,04$ г/мл
$V(р-ра BaCl_2) = 260$ мл
$\omega(BaCl_2) = 15\%$
$\rho(р-ра BaCl_2) = 1,07$ г/мл

Найти:

$\omega(солей)_{конечн}$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции между карбонатом калия и хлоридом бария:

$K_2CO_3 + BaCl_2 \rightarrow BaCO_3 \downarrow + 2KCl$

В ходе реакции образуется нерастворимый в воде осадок карбоната бария ($BaCO_3$) и растворимая соль хлорид калия ($KCl$).

2. Найдем массы исходных растворов по формуле $m = \rho \times V$:

$m(р-ра K_2CO_3) = 1,04 \text{ г/мл} \times 130 \text{ мл} = 135,2 \text{ г}$

$m(р-ра BaCl_2) = 1,07 \text{ г/мл} \times 260 \text{ мл} = 278,2 \text{ г}$

3. Вычислим массы чистых веществ (реагентов) в растворах по формуле $m(вещества) = m(раствора) \times \omega$:

$m(K_2CO_3) = 135,2 \text{ г} \times 0,10 = 13,52 \text{ г}$

$m(BaCl_2) = 278,2 \text{ г} \times 0,15 = 41,73 \text{ г}$

4. Найдем количество вещества (в молях) для каждого реагента, используя их молярные массы:

$M(K_2CO_3) = 2 \times 39,1 + 12,0 + 3 \times 16,0 = 138,2$ г/моль

$M(BaCl_2) = 137,3 + 2 \times 35,5 = 208,3$ г/моль

$n(K_2CO_3) = \frac{m(K_2CO_3)}{M(K_2CO_3)} = \frac{13,52 \text{ г}}{138,2 \text{ г/моль}} \approx 0,09783$ моль

$n(BaCl_2) = \frac{m(BaCl_2)}{M(BaCl_2)} = \frac{41,73 \text{ г}}{208,3 \text{ г/моль}} \approx 0,20034$ моль

5. Определим, какой из реагентов находится в недостатке (лимитирующий реагент). Согласно уравнению реакции, вещества реагируют в стехиометрическом соотношении 1:1.

Сравниваем количество молей реагентов: $0,09783 \text{ моль } K_2CO_3 < 0,20034 \text{ моль } BaCl_2$.

Следовательно, карбонат калия находится в недостатке и прореагирует полностью. Дальнейшие расчеты ведем по $K_2CO_3$. Хлорид бария находится в избытке.

6. Рассчитаем массы продуктов реакции и массу реагента, оставшегося в избытке.

Количество прореагировавшего $BaCl_2$ равно количеству $K_2CO_3$: $n_{реаг}(BaCl_2) = n(K_2CO_3) \approx 0,09783$ моль.

Количество $BaCl_2$ в избытке: $n_{изб}(BaCl_2) = n_{исх}(BaCl_2) - n_{реаг}(BaCl_2) = 0,20034 - 0,09783 = 0,10251$ моль.

Масса оставшегося в растворе $BaCl_2$: $m_{изб}(BaCl_2) = n_{изб}(BaCl_2) \times M(BaCl_2) = 0,10251 \text{ моль} \times 208,3 \text{ г/моль} \approx 21,35$ г.

По уравнению реакции, количество образовавшегося осадка $BaCO_3$ равно количеству $K_2CO_3$, а количество $KCl$ в два раза больше:

$n(BaCO_3) = n(K_2CO_3) \approx 0,09783$ моль

$n(KCl) = 2 \times n(K_2CO_3) = 2 \times 0,09783 \text{ моль} = 0,19566$ моль

Массы образовавшихся веществ (молярные массы: $M(BaCO_3) = 197,3$ г/моль, $M(KCl) = 74,6$ г/моль):

$m(BaCO_3) = 0,09783 \text{ моль} \times 197,3 \text{ г/моль} \approx 19,30$ г.

$m(KCl) = 0,19566 \text{ моль} \times 74,6 \text{ г/моль} \approx 14,59$ г.

7. Вычислим массу конечного раствора. Она равна сумме масс исходных растворов за вычетом массы выпавшего осадка:

$m_{конечн. р-ра} = m(р-ра K_2CO_3) + m(р-ра BaCl_2) - m(BaCO_3) = 135,2 \text{ г} + 278,2 \text{ г} - 19,30 \text{ г} = 394,1$ г.

8. Найдем массовые доли солей в конечном растворе. В растворе остались образовавшийся хлорид калия ($KCl$) и избыток хлорида бария ($BaCl_2$).

$\omega(KCl) = \frac{m(KCl)}{m_{конечн. р-ра}} = \frac{14,59 \text{ г}}{394,1 \text{ г}} \times 100\% \approx 3,70\%$

$\omega(BaCl_2) = \frac{m_{изб}(BaCl_2)}{m_{конечн. р-ра}} = \frac{21,35 \text{ г}}{394,1 \text{ г}} \times 100\% \approx 5,42\%$

Ответ: массовая доля хлорида калия в конечном растворе составляет 3,70%, массовая доля хлорида бария – 5,42%.

7.298. Какой объём углекислого газа (н. у.) необходимо пропустить через 100 г 4%-го раствора гидроксида натрия, чтобы в растворе присутствовала смесь двух солей с равными массовыми долями?

Дано:
$m_{р-ра}(NaOH) = 100 \text{ г}$
$\omega(NaOH) = 4\% = 0.04$
В конечном растворе: $\omega(Na_2CO_3) = \omega(NaHCO_3)$

Найти:
$V(CO_2)$ (н. у.) - ?

Решение:

1. Найдем массу и количество вещества гидроксида натрия в исходном 4%-м растворе.

Масса чистого $NaOH$:
$m(NaOH) = m_{р-ра}(NaOH) \cdot \omega(NaOH) = 100 \text{ г} \cdot 0.04 = 4 \text{ г}$

Молярная масса $NaOH$:
$M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$

Количество вещества $NaOH$:
$n(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)} = \frac{4 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0.1 \text{ моль}$

2. При пропускании углекислого газа ($CO_2$) через раствор гидроксида натрия ($NaOH$) образуются две соли: карбонат натрия ($Na_2CO_3$) и гидрокарбонат натрия ($NaHCO_3$). Условие задачи, что в растворе присутствует смесь двух солей с равными массовыми долями, означает, что в результате реакции образовались обе эти соли.

3. Равенство массовых долей солей ($\omega(Na_2CO_3) = \omega(NaHCO_3)$) в одном и том же растворе означает, что их массы также равны:
$m(Na_2CO_3) = m(NaHCO_3)$

4. Выразим массы солей через их количества вещества ($n$) и молярные массы ($M$).
Молярная масса карбоната натрия:
$M(Na_2CO_3) = 2 \cdot 23 + 12 + 3 \cdot 16 = 106 \text{ г/моль}$
Молярная масса гидрокарбоната натрия:
$M(NaHCO_3) = 23 + 1 + 12 + 3 \cdot 16 = 84 \text{ г/моль}$
Подставим молярные массы в равенство масс:
$n(Na_2CO_3) \cdot M(Na_2CO_3) = n(NaHCO_3) \cdot M(NaHCO_3)$
$n(Na_2CO_3) \cdot 106 = n(NaHCO_3) \cdot 84$
Из этого соотношения найдем мольное соотношение солей в конечном растворе:
$\frac{n(NaHCO_3)}{n(Na_2CO_3)} = \frac{106}{84} = \frac{53}{42}$

5. Весь натрий из исходного $NaOH$ перешел в образовавшиеся соли. Составим уравнение материального баланса по атому натрия. В одной формульной единице $Na_2CO_3$ содержится 2 атома Na, а в $NaHCO_3$ — один.
$n_{общ}(Na) = n(NaOH) = 2 \cdot n(Na_2CO_3) + 1 \cdot n(NaHCO_3)$
Введем переменную. Пусть $n(Na_2CO_3) = 42x$ моль. Тогда, согласно найденному соотношению, $n(NaHCO_3) = 53x$ моль.
Подставим эти выражения в уравнение баланса:
$0.1 \text{ моль} = 2 \cdot (42x) + 53x$
$0.1 = 84x + 53x$
$0.1 = 137x$
$x = \frac{0.1}{137}$
Теперь мы можем найти точные количества веществ каждой соли:
$n(Na_2CO_3) = 42x = 42 \cdot \frac{0.1}{137} = \frac{4.2}{137} \text{ моль}$
$n(NaHCO_3) = 53x = 53 \cdot \frac{0.1}{137} = \frac{5.3}{137} \text{ моль}$

6. Весь углерод из поглощенного $CO_2$ перешел в соли. Составим уравнение баланса по углероду, чтобы найти общее количество вещества прореагировавшего $CO_2$.
$n(CO_2) = n(Na_2CO_3) + n(NaHCO_3)$
$n(CO_2) = \frac{4.2}{137} + \frac{5.3}{137} = \frac{9.5}{137} \text{ моль}$
$n(CO_2) \approx 0.06934 \text{ моль}$

7. На последнем шаге найдем объем углекислого газа при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем любого газа при н. у. составляет $V_m = 22.4$ л/моль.
$V(CO_2) = n(CO_2) \cdot V_m = \frac{9.5}{137} \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = \frac{212.8}{137} \text{ л} \approx 1.553 \text{ л}$

Ответ: необходимо пропустить 1,55 л углекислого газа.

7.299. Какой объём углекислого газа (н. у.) необходимо пропустить через 300 г 2%-го раствора гидроксида натрия, чтобы в растворе присутствовала смесь двух солей с равными мольными долями?

Дано:

Масса раствора гидроксида натрия, $m_{р-ра}(NaOH) = 300 \text{ г}$
Массовая доля гидроксида натрия, $\omega(NaOH) = 2\% = 0.02$
Условие: мольные доли солей равны, что означает $n(Na_2CO_3) = n(NaHCO_3)$
Молярный объём газа при нормальных условиях (н. у.), $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$

Найти:

Объём углекислого газа, $V(CO_2)$ — ?

Решение:

При пропускании углекислого газа ($CO_2$) через раствор гидроксида натрия ($NaOH$) могут образовываться две соли: карбонат натрия ($Na_2CO_3$) и гидрокарбонат натрия ($NaHCO_3$).

1) $2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$

2) $NaOH + CO_2 \rightarrow NaHCO_3$

По условию задачи, в конечном растворе должны присутствовать обе соли в равных мольных количествах. Это означает, что для получения такой смеси можно записать суммарное уравнение реакции, в котором на 1 моль образовавшегося $Na_2CO_3$ приходится 1 моль $NaHCO_3$.

Чтобы составить такое уравнение, сбалансируем атомы.

$aNaOH + bCO_2 \rightarrow 1Na_2CO_3 + 1NaHCO_3 + cH_2O$

Баланс по Na: слева $a$ атомов, справа $2 \cdot 1 + 1 \cdot 1 = 3$ атома. Значит, $a = 3$.
Баланс по C: слева $b$ атомов, справа $1 \cdot 1 + 1 \cdot 1 = 2$ атома. Значит, $b = 2$.
Таким образом, суммарное уравнение реакции выглядит так:

$3NaOH + 2CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + NaHCO_3 + H_2O$

Из этого уравнения видно, что для получения смеси солей в равном мольном соотношении, количество вещества $NaOH$ и $CO_2$ должно соотноситься как $3:2$.

1. Найдем массу чистого гидроксида натрия в исходном растворе:

$m(NaOH) = m_{р-ра}(NaOH) \cdot \omega(NaOH) = 300 \text{ г} \cdot 0.02 = 6 \text{ г}$

2. Рассчитаем молярную массу $NaOH$ и его количество вещества:

$M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$

$n(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)} = \frac{6 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0.15 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции найдем количество вещества $CO_2$, необходимое для реакции. Согласно стехиометрии, $n(CO_2) = \frac{2}{3} n(NaOH)$:

$n(CO_2) = \frac{2}{3} \cdot 0.15 \text{ моль} = 0.1 \text{ моль}$

4. Найдем объем углекислого газа при нормальных условиях (н. у.), используя молярный объем газов $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$:

$V(CO_2) = n(CO_2) \cdot V_m = 0.1 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 2.24 \text{ л}$

Ответ: необходимо пропустить 2,24 л углекислого газа.

7.300. Как различить растворы карбоната и гидрокарбоната натрия?

Решение

Для того чтобы различить растворы карбоната натрия ($Na_2CO_3$) и гидрокарбоната натрия ($NaHCO_3$), можно использовать несколько качественных реакций, основанных на различиях в их химических свойствах.

Способ 1. Определение pH среды с помощью индикатора

Оба раствора имеют щелочную среду из-за гидролиза по аниону, однако раствор карбоната натрия является более щелочным (pH ≈ 11–12), чем раствор гидрокарбоната натрия (pH ≈ 8–9). Это различие легко обнаружить с помощью индикатора, например, фенолфталеина.

1. В пробирке с раствором карбоната натрия ($Na_2CO_3$) фенолфталеин изменит окраску на яркую малиновую, что свидетельствует о сильнощелочной среде. Это происходит из-за значительного гидролиза карбонат-иона:

$CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^{-} + OH^{-}$

2. В пробирке с раствором гидрокарбоната натрия ($NaHCO_3$) фенолфталеин даст лишь слабо-розовую окраску или вовсе не изменит цвет, так как среда в этом растворе слабощелочная, а pH близок к нижней границе перехода окраски индикатора (pH 8,2).

$HCO_3^{-} + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 + OH^{-}$

Ответ: При добавлении в растворы нескольких капель фенолфталеина, раствор карбоната натрия окрасится в яркий малиновый цвет, а раствор гидрокарбоната натрия — в слабо-розовый или останется бесцветным.

Способ 2. Реакция с раствором соли магния или кальция

В две пробирки с исследуемыми растворами нужно добавить немного раствора растворимой соли кальция (например, хлорида кальция $CaCl_2$) или магния (например, сульфата магния $MgSO_4$).

1. В пробирке с карбонатом натрия ($Na_2CO_3$) сразу же образуется обильный белый осадок карбоната кальция (или магния), так как он нерастворим в воде.

$Na_2CO_3 + CaCl_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2NaCl$

2. В пробирке с гидрокарбонатом натрия ($NaHCO_3$) в холодной воде осадок не образуется, поскольку гидрокарбонат кальция (или магния) растворим.

$2NaHCO_3 + CaCl_2 \rightarrow Ca(HCO_3)_2 + 2NaCl$

Если затем нагреть пробирку с гидрокарбонатом, то растворимый гидрокарбонат кальция разложится, и выпадет белый осадок карбоната кальция, а также выделится углекислый газ.

$Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t} CaCO_3\downarrow + H_2O + CO_2\uparrow$

Ответ: При добавлении раствора соли кальция (или магния) к карбонату натрия немедленно выпадает белый осадок; в случае с гидрокарбонатом натрия осадок образуется только при последующем нагревании раствора.

Способ 3. Нагревание растворов

Гидрокарбонаты щелочных металлов термически неустойчивы и при нагревании разлагаются.

1. Если нагреть до кипения раствор гидрокарбоната натрия ($NaHCO_3$), будет наблюдаться выделение пузырьков газа — это углекислый газ ($CO_2$), образующийся при разложении.

$2NaHCO_3(р-р) \xrightarrow{t} Na_2CO_3(р-р) + H_2O + CO_2\uparrow$

2. Карбонат натрия ($Na_2CO_3$) — термически устойчивое соединение, и при кипячении его водного раствора никаких видимых изменений (выделения газа) не произойдет.

Ответ: При кипячении раствора гидрокарбоната натрия выделяется газ ($CO_2$), а при кипячении раствора карбоната натрия видимых изменений не наблюдается.

7.301. Как изменяется pH раствора гидрокарбоната натрия при кипячении? Объясните причину.

Решение

При кипячении раствора гидрокарбоната натрия ($NaHCO_3$) его водородный показатель pH увеличивается, то есть среда становится более щелочной. Это происходит по следующим причинам:

1. В исходном состоянии гидрокарбонат натрия является кислой солью, образованной сильным основанием ($NaOH$) и слабой двухосновной угольной кислотой ($H_2CO_3$). В водном растворе гидрокарбонат-ион ($HCO_3^−$) подвергается гидролизу, в результате чего создается слабощелочная среда (pH > 7):

$HCO_3^- + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 + OH^-$

2. При нагревании раствора до кипения происходит термическое разложение гидрокарбоната натрия. Этот процесс приводит к образованию карбоната натрия ($Na_2CO_3$), который является средней солью, а также воды и углекислого газа, который улетучивается из раствора:

$2NaHCO_3(aq) \xrightarrow{t^\circ} Na_2CO_3(aq) + H_2O(l) + CO_2(g)\uparrow$

3. Образовавшийся в результате реакции карбонат натрия ($Na_2CO_3$) также является солью сильного основания и слабой кислоты. Однако карбонат-ион ($CO_3^{2-}$) является более сильным основанием по сравнению с гидрокарбонат-ионом ($HCO_3^−$) и гидролизуется в значительно большей степени, создавая более щелочную среду:

$CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^- + OH^-$

Этот процесс приводит к накоплению в растворе значительно большего количества гидроксид-ионов ($OH^−$) по сравнению с исходным раствором гидрокарбоната натрия.

4. Удаление углекислого газа ($CO_2$) из реакционной смеси при кипении, в соответствии с принципом Ле Шателье, смещает равновесие реакции разложения вправо, способствуя более полному превращению гидрокарбоната в карбонат.

Таким образом, превращение менее щелочного гидрокарбоната натрия в более щелочной карбонат натрия при кипячении приводит к увеличению концентрации гидроксид-ионов в растворе и, как следствие, к увеличению значения pH.

Ответ: При кипячении pH раствора гидрокарбоната натрия увеличивается (раствор становится более щелочным). Причиной является термическое разложение гидрокарбоната натрия с образованием карбоната натрия ($Na_2CO_3$) и улетучиванием углекислого газа. Карбонат натрия подвергается гидролизу в большей степени, чем исходный гидрокарбонат, что приводит к увеличению концентрации гидроксид-ионов ($OH^−$) в растворе.

7.302. Карбонат бария массой 15 г растворили при нагревании в 250 мл 20%-й азотной кислоты ($\mathrm{\rho }$ = 1,1 г/мл). Какова массовая доля соли в образовавшемся растворе?

Дано:

масса карбоната бария $m(BaCO_3) = 15 \text{ г}$
объем раствора азотной кислоты $V_{р-ра}(HNO_3) = 250 \text{ мл}$
массовая доля азотной кислоты $\omega(HNO_3) = 20\% = 0.2$
плотность раствора азотной кислоты $\rho_{р-ра}(HNO_3) = 1.1 \text{ г/мл}$

Найти:

массовая доля соли в конечном растворе $\omega(соли) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия карбоната бария с азотной кислотой. В результате реакции образуется растворимая соль нитрат бария $Ba(NO_3)_2$, вода и углекислый газ $CO_2$, который является газом и улетучивается из раствора:
$BaCO_3 + 2HNO_3 \rightarrow Ba(NO_3)_2 + H_2O + CO_2\uparrow$

2. Рассчитаем молярные массы веществ, которые понадобятся для вычислений:
$M(BaCO_3) = 137.3 + 12 + 3 \cdot 16 = 197.3 \text{ г/моль}$
$M(HNO_3) = 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 63 \text{ г/моль}$
$M(Ba(NO_3)_2) = 137.3 + 2 \cdot (14 + 3 \cdot 16) = 261.3 \text{ г/моль}$
$M(CO_2) = 12 + 2 \cdot 16 = 44 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (в молях) исходных реагентов, чтобы определить, который из них прореагирует полностью (находится в недостатке).
Количество вещества карбоната бария:
$n(BaCO_3) = \frac{m(BaCO_3)}{M(BaCO_3)} = \frac{15 \text{ г}}{197.3 \text{ г/моль}} \approx 0.0760 \text{ моль}$

4. Найдем массу раствора азотной кислоты, а затем массу и количество чистой азотной кислоты.
Масса раствора азотной кислоты:
$m_{р-ра}(HNO_3) = V_{р-ра}(HNO_3) \cdot \rho_{р-ра}(HNO_3) = 250 \text{ мл} \cdot 1.1 \text{ г/мл} = 275 \text{ г}$
Масса чистой азотной кислоты в растворе:
$m(HNO_3) = m_{р-ра}(HNO_3) \cdot \omega(HNO_3) = 275 \text{ г} \cdot 0.20 = 55 \text{ г}$
Количество вещества азотной кислоты:
$n(HNO_3) = \frac{m(HNO_3)}{M(HNO_3)} = \frac{55 \text{ г}}{63 \text{ г/моль}} \approx 0.8730 \text{ моль}$

5. Сравним количества веществ реагентов согласно стехиометрии реакции (1:2).
Для реакции с $0.0760$ моль $BaCO_3$ необходимо $2 \cdot 0.0760 = 0.152$ моль $HNO_3$.
Поскольку в наличии имеется $0.8730$ моль $HNO_3$, что больше, чем $0.152$ моль, азотная кислота находится в избытке, а карбонат бария — в недостатке. Дальнейшие расчеты продуктов реакции ведем по карбонату бария.

6. Рассчитаем массу образовавшейся соли (нитрата бария) и выделившегося углекислого газа, используя количество вещества реагента в недостатке.
Количество вещества образовавшегося нитрата бария и углекислого газа равно количеству вещества карбоната бария:
$n(Ba(NO_3)_2) = n(CO_2) = n(BaCO_3) \approx 0.0760 \text{ моль}$
Масса нитрата бария:
$m(Ba(NO_3)_2) = n(Ba(NO_3)_2) \cdot M(Ba(NO_3)_2) = 0.0760 \text{ моль} \cdot 261.3 \text{ г/моль} \approx 19.86 \text{ г}$
Масса выделившегося углекислого газа:
$m(CO_2) = n(CO_2) \cdot M(CO_2) = 0.0760 \text{ моль} \cdot 44 \text{ г/моль} \approx 3.34 \text{ г}$

7. Найдем массу конечного раствора. Она равна сумме масс исходных веществ (твердого карбоната бария и раствора азотной кислоты) за вычетом массы улетевшего газа ($CO_2$).
$m_{конечн. р-ра} = m(BaCO_3) + m_{р-ра}(HNO_3) - m(CO_2)$
$m_{конечн. р-ра} = 15 \text{ г} + 275 \text{ г} - 3.34 \text{ г} = 286.66 \text{ г}$

8. Вычислим массовую долю соли (нитрата бария) в полученном растворе по формуле:
$\omega(соли) = \frac{m(соли)}{m_{конечн. р-ра}} \cdot 100\%$
$\omega(Ba(NO_3)_2) = \frac{19.86 \text{ г}}{286.66 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 6.93\%$

Ответ: массовая доля соли в образовавшемся растворе составляет 6.93%.

7.303. К 250 г 5,3%-го раствора карбоната натрия прибавили 100 мл 1М соляной кислоты (плотность 1,02 г/мл). Найдите массовые доли веществ в конечном растворе.

Дано:

$m_{р-ра}(Na_2CO_3) = 250 \text{ г}$

$\omega(Na_2CO_3) = 5,3\% = 0,053$

$V_{р-ра}(HCl) = 100 \text{ мл}$

$C_M(HCl) = 1 \text{ моль/л}$

$\rho_{р-ра}(HCl) = 1,02 \text{ г/мл}$

Найти:

$\omega_{конечн}(\text{веществ}) - ?$

Решение:

1. Найдем массу и количество вещества карбоната натрия ($Na_2CO_3$) в исходном растворе.

Молярная масса $Na_2CO_3$: $M(Na_2CO_3) = 2 \cdot 23 + 12 + 3 \cdot 16 = 106 \text{ г/моль}$.

Масса $Na_2CO_3$: $m(Na_2CO_3) = m_{р-ра}(Na_2CO_3) \cdot \omega(Na_2CO_3) = 250 \text{ г} \cdot 0,053 = 13,25 \text{ г}$.

Количество вещества $Na_2CO_3$: $n(Na_2CO_3) = \frac{m(Na_2CO_3)}{M(Na_2CO_3)} = \frac{13,25 \text{ г}}{106 \text{ г/моль}} = 0,125 \text{ моль}$.

2. Найдем массу раствора и количество вещества соляной кислоты ($HCl$).

Объем раствора $HCl$ в литрах: $V_{р-ра}(HCl) = 100 \text{ мл} = 0,1 \text{ л}$.

Количество вещества $HCl$: $n(HCl) = C_M(HCl) \cdot V_{р-ра}(HCl) = 1 \text{ моль/л} \cdot 0,1 \text{ л} = 0,1 \text{ моль}$.

Масса раствора $HCl$: $m_{р-ра}(HCl) = V_{р-ра}(HCl) \cdot \rho_{р-ра}(HCl) = 100 \text{ мл} \cdot 1,02 \text{ г/мл} = 102 \text{ г}$.

3. Запишем уравнение реакции и определим, какое вещество находится в избытке.

Сравним количество вещества реагентов: $n(Na_2CO_3) = 0,125 \text{ моль}$ и $n(HCl) = 0,1 \text{ моль}$.

Реакция карбоната натрия с кислотой протекает ступенчато. Поскольку соотношение молей кислоты к карбонату $\frac{n(HCl)}{n(Na_2CO_3)} = \frac{0,1}{0,125} = 0,8$, что меньше 1, реакция идет по первой стадии с образованием гидрокарбоната натрия. Газ ($CO_2$) при этом не выделяется:

$Na_2CO_3 + HCl \rightarrow NaHCO_3 + NaCl$

Согласно уравнению, вещества реагируют в соотношении 1:1. Так как $n(HCl) < n(Na_2CO_3)$, соляная кислота является лимитирующим реагентом и прореагирует полностью. Карбонат натрия находится в избытке.

4. Рассчитаем количество и массу веществ в конечном растворе.

Количество прореагировавшего $Na_2CO_3$ равно количеству $HCl$: $n_{прореаг}(Na_2CO_3) = n(HCl) = 0,1 \text{ моль}$.

Количество оставшегося $Na_2CO_3$: $n_{ост}(Na_2CO_3) = n_{исх}(Na_2CO_3) - n_{прореаг}(Na_2CO_3) = 0,125 \text{ моль} - 0,1 \text{ моль} = 0,025 \text{ моль}$.

Масса оставшегося $Na_2CO_3$: $m_{ост}(Na_2CO_3) = n_{ост}(Na_2CO_3) \cdot M(Na_2CO_3) = 0,025 \text{ моль} \cdot 106 \text{ г/моль} = 2,65 \text{ г}$.

Количество образовавшегося гидрокарбоната натрия ($NaHCO_3$) и хлорида натрия ($NaCl$) равно количеству прореагировавшего $HCl$:

$n(NaHCO_3) = n(HCl) = 0,1 \text{ моль}$

$n(NaCl) = n(HCl) = 0,1 \text{ моль}$

Молярная масса $NaHCO_3$ равна $84 \text{ г/моль}$. Масса образовавшегося $NaHCO_3$: $m(NaHCO_3) = 0,1 \text{ моль} \cdot 84 \text{ г/моль} = 8,4 \text{ г}$.

Молярная масса $NaCl$ равна $58,5 \text{ г/моль}$. Масса образовавшегося $NaCl$: $m(NaCl) = 0,1 \text{ моль} \cdot 58,5 \text{ г/моль} = 5,85 \text{ г}$.

5. Найдем массу конечного раствора.

Так как в ходе реакции газ не выделялся, масса конечного раствора равна сумме масс исходных растворов:

$m_{конечн. р-ра} = m_{р-ра}(Na_2CO_3) + m_{р-ра}(HCl) = 250 \text{ г} + 102 \text{ г} = 352 \text{ г}$.

6. Рассчитаем массовые доли веществ в конечном растворе.

Массовая доля оставшегося карбоната натрия:

$\omega(Na_2CO_3) = \frac{m_{ост}(Na_2CO_3)}{m_{конечн. р-ра}} \cdot 100\% = \frac{2,65 \text{ г}}{352 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 0,75\%$

Массовая доля образовавшегося гидрокарбоната натрия:

$\omega(NaHCO_3) = \frac{m(NaHCO_3)}{m_{конечн. р-ра}} \cdot 100\% = \frac{8,4 \text{ г}}{352 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 2,39\%$

Массовая доля образовавшегося хлорида натрия:

$\omega(NaCl) = \frac{m(NaCl)}{m_{конечн. р-ра}} \cdot 100\% = \frac{5,85 \text{ г}}{352 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 1,66\%$

Ответ: массовые доли веществ в конечном растворе: $\omega(Na_2CO_3) \approx 0,75\%$; $\omega(NaHCO_3) \approx 2,39\%$; $\omega(NaCl) \approx 1,66\%$.

7.304. При действии на раствор хлорида магния раствором гидрокарбоната натрия, насыщенным углекислым газом, выпадает осадок средней соли, а при использовании раствора среднего карбоната натрия образуется гидромагнезит ${\mathrm{Mg}}_5{\left({\mathrm{CO}}_3\right)}_4{\left(\mathrm{OH}\right)}_2.$ Дайте объяснения этому факту. Запишите уравнения реакций.

Различие в продуктах реакции объясняется разной кислотностью (значением pH) растворов, используемых для осаждения. Состав осадка карбоната магния зависит от pH среды, из которой он осаждается.

При действии на раствор хлорида магния раствором гидрокарбоната натрия, насыщенным углекислым газом

Раствор гидрокарбоната натрия ($NaHCO_3$), насыщенный углекислым газом ($CO_2$), имеет слабокислую среду. Это связано с тем, что растворенный избыток $CO_2$ образует в воде угольную кислоту ($H_2CO_3$), которая является слабой кислотой и смещает равновесие в сторону более низких значений pH.

$CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3$

В таких слабокислых условиях гидролиз ионов магния ($Mg^{2+}$) подавлен. Концентрация гидроксид-ионов ($OH^-$) в растворе крайне мала и недостаточна для образования основной соли (гидроксокарбоната). Поэтому протекает реакция ионного обмена с образованием осадка средней (нейтральной) соли — карбоната магния ($MgCO_3$).

Уравнение реакции:

$MgCl_2 + 2NaHCO_3 \rightarrow MgCO_3\downarrow + 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$

При использовании раствора среднего карбоната натрия

Раствор карбоната натрия ($Na_2CO_3$), являясь солью сильного основания и слабой кислоты, имеет сильнощелочную среду (высокий pH) из-за гидролиза карбонат-иона:

$CO_3^{2-} + H_2O \rightleftharpoons HCO_3^- + OH^-$

В этой щелочной среде присутствует высокая концентрация как карбонат-ионов ($CO_3^{2-}$), так и гидроксид-ионов ($OH^-$), образующихся в результате гидролиза. При добавлении ионов магния ($Mg^{2+}$) происходит их одновременное связывание с обоими анионами. В результате вместо чистой средней соли осаждается основная соль — гидроксокарбонат магния, известный как минерал гидромагнезит, состава $Mg_5(CO_3)_4(OH)_2$. Его состав можно условно представить как $4MgCO_3 \cdot Mg(OH)_2$.

Уравнение реакции:

$5MgCl_2 + 6Na_2CO_3 + 2H_2O \rightarrow Mg_5(CO_3)_4(OH)_2\downarrow + 10NaCl + 2NaHCO_3$

Ответ: Различие продуктов реакции обусловлено кислотностью среды. При взаимодействии хлорида магния с раствором гидрокарбоната натрия, насыщенным $CO_2$ (слабокислая среда), образуется средняя соль — карбонат магния. При взаимодействии с раствором карбоната натрия (щелочная среда) из-за гидролиза образуется основная соль — гидроксокарбонат магния (гидромагнезит).
Уравнения реакций:
1) $MgCl_2 + 2NaHCO_3 \rightarrow MgCO_3\downarrow + 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$
2) $5MgCl_2 + 6Na_2CO_3 + 2H_2O \rightarrow Mg_5(CO_3)_4(OH)_2\downarrow + 10NaCl + 2NaHCO_3$