Номер 2, страница 132, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Имеется смесь карбоната и гидрокарбоната натрия. При прокаливании образца смеси 60 г выделилась вода массой 2,7 г. Определите массовую долю $Na_2CO_3$ и $NaHCO_3$ в смеси.

Ответ: $\omega (Na_2CO_3) = 58\%$; $\omega (NaHCO_3) = 42\%$.

Дано:

$m_{смеси}(Na_2CO_3 + NaHCO_3) = 60$ г

$m(H_2O) = 2,7$ г

Найти:

$\omega(Na_2CO_3)$ — ?

$\omega(NaHCO_3)$ — ?

Решение:

При прокаливании смеси карбоната и гидрокарбоната натрия в реакцию разложения вступает только гидрокарбонат натрия ($NaHCO_3$), так как карбонат натрия ($Na_2CO_3$) является термически устойчивым соединением.

Уравнение реакции разложения гидрокарбоната натрия:

$2NaHCO_3 \xrightarrow{t} Na_2CO_3 + H_2o + CO_2\uparrow$

1. Найдем количество вещества (моль) выделившейся воды ($H_2O$). Для этого нам понадобится молярная масса воды.

$M(H_2O) = 2 \cdot Ar(H) + Ar(O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18$ г/моль.

Количество вещества воды:

$n(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = \frac{2,7 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0,15$ моль.

2. По уравнению реакции определим количество вещества гидрокарбоната натрия ($NaHCO_3$), которое разложилось. Соотношение количеств веществ $NaHCO_3$ и $H_2O$ составляет 2:1.

$\frac{n(NaHCO_3)}{2} = \frac{n(H_2O)}{1}$

$n(NaHCO_3) = 2 \cdot n(H_2O) = 2 \cdot 0,15 \text{ моль} = 0,3$ моль.

3. Рассчитаем массу гидрокарбоната натрия в исходной смеси. Молярная масса $NaHCO_3$:

$M(NaHCO_3) = Ar(Na) + Ar(H) + Ar(C) + 3 \cdot Ar(O) = 23 + 1 + 12 + 3 \cdot 16 = 84$ г/моль.

Масса гидрокарбоната натрия:

$m(NaHCO_3) = n(NaHCO_3) \cdot M(NaHCO_3) = 0,3 \text{ моль} \cdot 84 \text{ г/моль} = 25,2$ г.

4. Теперь можем найти массовую долю гидрокарбоната натрия в смеси:

$\omega(NaHCO_3) = \frac{m(NaHCO_3)}{m_{смеси}} \cdot 100\% = \frac{25,2 \text{ г}}{60 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,42 \cdot 100\% = 42\%$.

5. Масса карбоната натрия в смеси равна разности масс всей смеси и гидрокарбоната натрия:

$m(Na_2CO_3) = m_{смеси} - m(NaHCO_3) = 60 \text{ г} - 25,2 \text{ г} = 34,8$ г.

6. Массовая доля карбоната натрия в смеси:

$\omega(Na_2CO_3) = \frac{m(Na_2CO_3)}{m_{смеси}} \cdot 100\% = \frac{34,8 \text{ г}}{60 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,58 \cdot 100\% = 58\%$.

Проверка: $42\% + 58\% = 100\%$.

Ответ: $\omega(Na_2CO_3) = 58\%$; $\omega(NaHCO_3) = 42\%$.