Номер 3, страница 133 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 3. К раствору уксусной кислоты массой 80 г добавили избыток карбоната натрия. В результате образовался газ объемом 4,48 л (н. у.). Определите массовую долю уксусной кислоты в исходном растворе.

Ответ: 30%.

Дано:

масса раствора уксусной кислоты ($m_{р-ра}(CH_3COOH)$) = 80 г

объем выделившегося газа ($V(CO_2)$) = 4,48 л (н. у.)

молярный объем газа при н.у. ($V_m$) = 22,4 л/моль

Найти:

массовую долю уксусной кислоты ($\omega(CH_3COOH)$) - ?

Решение:

1. Составим уравнение реакции уксусной кислоты ($CH_3COOH$) с карбонатом натрия ($Na_2CO_3$). В результате реакции выделяется углекислый газ ($CO_2$).

$2CH_3COOH + Na_2CO_3 \rightarrow 2CH_3COONa + H_2o + CO_2\uparrow$

2. Найдем количество вещества (число моль) выделившегося углекислого газа ($CO_2$), используя его объем при нормальных условиях (н. у.).

$n(CO_2) = \frac{V(CO_2)}{V_m} = \frac{4,48 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим количество вещества уксусной кислоты, которое прореагировало. Согласно стехиометрическим коэффициентам, на 1 моль $CO_2$ приходится 2 моль $CH_3COOH$.

$\frac{n(CH_3COOH)}{2} = \frac{n(CO_2)}{1}$

$n(CH_3COOH) = 2 \cdot n(CO_2) = 2 \cdot 0,2 \text{ моль} = 0,4 \text{ моль}$

4. Рассчитаем молярную массу уксусной кислоты ($M(CH_3COOH)$).

$M(CH_3COOH) = 12 \cdot 2 + 1 \cdot 4 + 16 \cdot 2 = 24 + 4 + 32 = 60 \text{ г/моль}$

5. Теперь найдем массу уксусной кислоты в исходном растворе.

$m(CH_3COOH) = n(CH_3COOH) \cdot M(CH_3COOH) = 0,4 \text{ моль} \cdot 60 \text{ г/моль} = 24 \text{ г}$

6. Определим массовую долю уксусной кислоты в исходном растворе массой 80 г.

$\omega(CH_3COOH) = \frac{m(CH_3COOH)}{m_{р-ра}} \cdot 100\% = \frac{24 \text{ г}}{80 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,3 \cdot 100\% = 30\%$

Ответ: массовая доля уксусной кислоты в исходном растворе составляет 30%.