Номер 2.10, страница 47, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

2.10. Определите, какой объем углекислого газа (н. у.) выделится при взаимодействии 15 г карбоната натрия, содержащего 15% примесей, с соляной кислотой.

Дано:

$m(\text{образца } Na_2CO_3) = 15 \text{ г} = 0.015 \text{ кг}$
$\omega(\text{примесей}) = 15\% = 0.15$

Найти:

$V(CO_2) - ?$

Решение:

1. Сначала запишем уравнение химической реакции взаимодействия карбоната натрия с соляной кислотой. Примеси в реакцию не вступают.

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

2. Определим массовую долю чистого карбоната натрия ($Na_2CO_3$) в образце.

$\omega(Na_2CO_3) = 100\% - \omega(\text{примесей}) = 100\% - 15\% = 85\%$ или $0.85$.

3. Рассчитаем массу чистого карбоната натрия, который будет участвовать в реакции.

$m(Na_2CO_3) = m(\text{образца}) \times \omega(Na_2CO_3) = 15 \text{ г} \times 0.85 = 12.75 \text{ г}$.

4. Вычислим молярную массу карбоната натрия ($Na_2CO_3$). Используем относительные атомные массы элементов из периодической таблицы: $Ar(Na) = 23$, $Ar(C) = 12$, $Ar(O) = 16$.

$M(Na_2CO_3) = 2 \times Ar(Na) + Ar(C) + 3 \times Ar(O) = 2 \times 23 + 12 + 3 \times 16 = 46 + 12 + 48 = 106 \text{ г/моль}$.

5. Найдем количество вещества (число молей) чистого карбоната натрия.

$n(Na_2CO_3) = \frac{m(Na_2CO_3)}{M(Na_2CO_3)} = \frac{12.75 \text{ г}}{106 \text{ г/моль}} \approx 0.1203 \text{ моль}$.

6. По уравнению реакции, из 1 моль карбоната натрия образуется 1 моль углекислого газа. Таким образом, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$n(CO_2) = n(Na_2CO_3) \approx 0.1203 \text{ моль}$.

7. Теперь можем найти объем выделившегося углекислого газа ($CO_2$) при нормальных условиях (н.у.). Молярный объем любого газа при н.у. составляет $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$.

$V(CO_2) = n(CO_2) \times V_m = 0.1203 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} \approx 2.69 \text{ л}$.

Ответ: при взаимодействии 15 г карбоната натрия, содержащего 15% примесей, с соляной кислотой выделится приблизительно 2.69 л углекислого газа (н. у.).