Номер 10, страница 110 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава III. Вещества и их свойства. Параграф 21. Соли. Примените свои знания - номер 10, страница 110.

Условие.

10. Какая масса гидрокарбоната натрия (рыхлитель теста) потребуется для получения 1,12 л газов (н. у.), включая пары воды.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$V(\text{газов}) = 1.12 \text{ л}$

Условия: нормальные (н. у.)

Найти:

$m(NaHCO_3) - ?$

Решение:

Гидрокарбонат натрия (пищевая сода), используемый как разрыхлитель теста, при нагревании разлагается с образованием карбоната натрия, углекислого газа и паров воды. Запишем уравнение реакции:

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

Из уравнения реакции видно, что газообразными продуктами являются углекислый газ ($CO_2$) и вода ($H_2O$).

1. Найдем общее количество вещества (моль) образовавшихся газов. По закону Авогадро, молярный объем любого газа при нормальных условиях ($V_m$) составляет 22,4 л/моль.

$n(\text{газов}) = \frac{V(\text{газов})}{V_m} = \frac{1.12 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.05 \text{ моль}$

2. Установим соотношение между количеством вещества исходного гидрокарбоната натрия и общим количеством вещества газообразных продуктов. Согласно уравнению реакции, из 2 моль $NaHCO_3$ образуется 1 моль $CO_2$ и 1 моль $H_2O$, то есть всего $1+1=2$ моль газов. Таким образом, количество вещества прореагировавшего гидрокарбоната натрия равно общему количеству вещества выделившихся газов:

$\frac{n(NaHCO_3)}{n(\text{газов})} = \frac{2}{1+1} = \frac{2}{2} = 1$

Следовательно, $n(NaHCO_3) = n(\text{газов}) = 0.05 \text{ моль}$.

3. Рассчитаем молярную массу гидрокарбоната натрия ($NaHCO_3$):

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

4. Теперь мы можем найти массу гидрокарбоната натрия, которая потребуется для реакции:

$m(NaHCO_3) = n(NaHCO_3) \cdot M(NaHCO_3) = 0.05 \text{ моль} \cdot 84 \text{ г/моль} = 4.2 \text{ г}$

Ответ: для получения 1,12 л газов потребуется 4,2 г гидрокарбоната натрия.