Номер 5-70, страница 59 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-70. Газ, образовавшийся при сгорании 4,4 г пропана $C_3H_8$, пропустили в раствор гидроксида натрия. Вычислите массу образовавшегося карбоната натрия.

Дано:

Масса пропана $m(\text{C}_3\text{H}_8) = 4,4 \text{ г}$

В системе СИ:

Масса пропана $m(\text{C}_3\text{H}_8) = 0,0044 \text{ кг}$

Найти:

Массу карбоната натрия $m(\text{Na}_2\text{CO}_3)$ - ?

Решение:

1. Сначала запишем уравнение реакции горения пропана ($\text{C}_3\text{H}_8$). При полном сгорании любого углеводорода образуются углекислый газ ($\text{CO}_2$) и вода ($\text{H}_2\text{O}$). Газ, который затем пропускают через раствор гидроксида натрия, - это углекислый газ.

$\text{C}_3\text{H}_8 + 5\text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O}$

2. Рассчитаем молярную массу пропана, используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы Д.И. Менделеева ($Ar(\text{C})=12$, $Ar(\text{H})=1$).

$M(\text{C}_3\text{H}_8) = 3 \cdot Ar(\text{C}) + 8 \cdot Ar(\text{H}) = 3 \cdot 12 \text{ г/моль} + 8 \cdot 1 \text{ г/моль} = 44 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (число моль) пропана массой 4,4 г.

$n(\text{C}_3\text{H}_8) = \frac{m(\text{C}_3\text{H}_8)}{M(\text{C}_3\text{H}_8)} = \frac{4,4 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции горения, из 1 моль пропана образуется 3 моль углекислого газа. Рассчитаем количество вещества образовавшегося $\text{CO}_2$.

$n(\text{CO}_2) = 3 \cdot n(\text{C}_3\text{H}_8) = 3 \cdot 0,1 \text{ моль} = 0,3 \text{ моль}$

5. Далее углекислый газ реагирует с гидроксидом натрия ($\text{NaOH}$). Поскольку в задаче требуется найти массу "карбоната", имеется в виду средняя соль - карбонат натрия ($\text{Na}_2\text{CO}_3$). Это означает, что гидроксид натрия взят в достаточном количестве. Запишем уравнение реакции:

$\text{CO}_2 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{H}_2\text{O}$

6. Из уравнения реакции следует, что из 1 моль углекислого газа образуется 1 моль карбоната натрия. Следовательно, количество вещества карбоната натрия равно количеству вещества прореагировавшего углекислого газа.

$n(\text{Na}_2\text{CO}_3) = n(\text{CO}_2) = 0,3 \text{ моль}$

7. Рассчитаем молярную массу карбоната натрия ($\text{Na}_2\text{CO}_3$), используя атомные массы: $Ar(\text{Na})=23$, $Ar(\text{C})=12$, $Ar(\text{O})=16$.

$M(\text{Na}_2\text{CO}_3) = 2 \cdot Ar(\text{Na}) + Ar(\text{C}) + 3 \cdot Ar(\text{O}) = 2 \cdot 23 + 12 + 3 \cdot 16 = 46 + 12 + 48 = 106 \text{ г/моль}$

8. Наконец, вычислим массу образовавшегося карбоната натрия.

$m(\text{Na}_2\text{CO}_3) = n(\text{Na}_2\text{CO}_3) \cdot M(\text{Na}_2\text{CO}_3) = 0,3 \text{ моль} \cdot 106 \text{ г/моль} = 31,8 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося карбоната натрия составляет 31,8 г.