Номер 13, страница 22 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

13. Сколько граммов карбоната натрия может быть получено при пропускании углекислого газа через 200 г 10%-го раствора гидроксида натрия?

Дано:

Масса раствора гидроксида натрия $m_{\text{р-ра}}(NaOH) = 200~г$

Массовая доля гидроксида натрия $\omega(NaOH) = 10\%$

Перевод в систему СИ:

$m_{\text{р-ра}}(NaOH) = 200~г = 0.2~кг$

Найти:

Массу карбоната натрия $m(Na_2CO_3) - ?$

Решение:

1. Первым шагом определим массу чистого гидроксида натрия в исходном растворе. Для этого умножим массу раствора на массовую долю растворенного вещества, предварительно выразив проценты в долях единицы:

$\omega(NaOH) = 10\% = 0.1$

$m(NaOH) = m_{\text{р-ра}}(NaOH) \cdot \omega(NaOH) = 200~г \cdot 0.1 = 20~г$

2. Запишем уравнение химической реакции. При пропускании углекислого газа ($CO_2$) через раствор гидроксида натрия ($NaOH$) образуется карбонат натрия ($Na_2CO_3$) и вода ($H_2O$):

$2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$

3. Рассчитаем молярные массы ($M$) реагента ($NaOH$) и продукта ($Na_2CO_3$), используя данные из периодической таблицы химических элементов (атомные массы: Na - 23, O - 16, H - 1, C - 12):

$M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40~г/моль$

$M(Na_2CO_3) = 2 \cdot 23 + 12 + 3 \cdot 16 = 46 + 12 + 48 = 106~г/моль$

4. Найдем количество вещества ($n$) гидроксида натрия, содержащегося в растворе:

$n(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)} = \frac{20~г}{40~г/моль} = 0.5~моль$

5. По уравнению реакции определим, какое количество вещества карбоната натрия может образоваться. Стехиометрическое соотношение между $NaOH$ и $Na_2CO_3$ составляет 2 к 1. Это означает, что из 2 моль $NaOH$ получается 1 моль $Na_2CO_3$.

$n(Na_2CO_3) = \frac{1}{2} \cdot n(NaOH) = \frac{1}{2} \cdot 0.5~моль = 0.25~моль$

6. Наконец, рассчитаем массу карбоната натрия, которая может быть получена в результате реакции:

$m(Na_2CO_3) = n(Na_2CO_3) \cdot M(Na_2CO_3) = 0.25~моль \cdot 106~г/моль = 26.5~г$

Ответ: может быть получено 26,5 г карбоната натрия.