Номер 2, страница 165 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

2. Рассчитайте, какую массу 40%-го раствора щёлочи можно получить из натрия, массу которого вы определили в предыдущей задаче.

Поскольку в условии задачи указано, что масса натрия была определена в предыдущей задаче, а ее значение не предоставлено, для примера проведем расчет, приняв массу натрия равной 2,3 г. Вы можете подставить свое значение из предыдущей задачи в приведенные ниже расчеты.

Дано:

$m(Na) = 2,3 \text{ г}$
$w(NaOH) = 40\% = 0,4$

Найти:

$m_{р-ра}(NaOH)$ - ?

Решение:

Щелочь, которая образуется при реакции натрия с водой, — это гидроксид натрия ($NaOH$).

Сначала запишем уравнение химической реакции взаимодействия металлического натрия с водой:

$2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$

Найдем количество вещества (моль) исходного натрия, используя формулу $n = m/M$, где $m$ — масса, а $M$ — молярная масса.

Молярная масса натрия $M(Na)$ составляет примерно $23 \text{ г/моль}$.

$n(Na) = \frac{m(Na)}{M(Na)} = \frac{2,3 \text{ г}}{23 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

Согласно уравнению реакции, из 2 моль натрия образуется 2 моль гидроксида натрия. Это означает, что стехиометрическое соотношение между натрием и гидроксидом натрия составляет 1:1.

$n(NaOH) = n(Na) = 0,1 \text{ моль}$

Теперь рассчитаем массу образовавшегося гидроксида натрия ($m = n \cdot M$).

Молярная масса гидроксида натрия $M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$.

$m(NaOH) = n(NaOH) \cdot M(NaOH) = 0,1 \text{ моль} \cdot 40 \text{ г/моль} = 4,0 \text{ г}$

Мы получили массу чистой щелочи. Теперь необходимо найти массу 40%-го раствора, в котором эта щелочь содержится. Массовая доля вещества в растворе ($w$) определяется по формуле:

$w = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}}$

Выразим из этой формулы массу раствора:

$m_{раствора} = \frac{m_{вещества}}{w}$

Подставим наши значения:

$m_{р-ра}(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{w(NaOH)} = \frac{4,0 \text{ г}}{0,4} = 10 \text{ г}$

В общем виде, для любой массы натрия $m(Na)$, масса 40%-го раствора щелочи будет равна:

$m_{р-ра}(NaOH) = m(Na) \cdot \frac{M(NaOH)}{M(Na) \cdot w(NaOH)} = m(Na) \cdot \frac{40}{23 \cdot 0,4} \approx m(Na) \cdot 4,35$

Ответ: из 2,3 г натрия можно получить 10 г 40%-го раствора щелочи.