Номер 8, страница 71 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

8. При обработке 5,30 г смеси хлорида натрия и карбоната натрия избытком соляной кислоты выделилось 784 мл газа (н. у.). Рассчитайте массовые доли компонентов в смеси.

Дано:

$m(смеси \: NaCl, \: Na_2CO_3) = 5,30 \text{ г}$
$V(газа, \text{н.у.}) = 784 \text{ мл} = 0,784 \text{ л}$

Найти:

$\omega(NaCl) - ?$
$\omega(Na_2CO_3) - ?$

Решение:

При добавлении соляной кислоты к смеси хлорида натрия и карбоната натрия, реакция протекает только с карбонатом натрия, так как хлорид натрия является солью, образованной сильным основанием и сильной кислотой, и с соляной кислотой не взаимодействует.

Уравнение реакции, в ходе которой выделяется газ:

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

Выделившийся газ — это углекислый газ ($CO_2$).

1. Определим количество вещества (число молей) выделившегося углекислого газа. Поскольку объем газа измерен при нормальных условиях (н. у.), мы можем использовать молярный объем газов, который равен $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$.

$n(CO_2) = \frac{V(CO_2)}{V_m} = \frac{0,784 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,035 \text{ моль}$

2. Используя уравнение реакции, найдем количество вещества и массу карбоната натрия ($Na_2CO_3$) в исходной смеси.

Из уравнения реакции видно, что из 1 моль $Na_2CO_3$ образуется 1 моль $CO_2$. Следовательно, их количества вещества равны:

$n(Na_2CO_3) = n(CO_2) = 0,035 \text{ моль}$

Рассчитаем молярную массу карбоната натрия:

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

Теперь найдем массу карбоната натрия в смеси:

$m(Na_2CO_3) = n(Na_2CO_3) \cdot M(Na_2CO_3) = 0,035 \text{ моль} \cdot 106 \text{ г/моль} = 3,71 \text{ г}$

3. Найдем массу хлорида натрия ($NaCl$) в смеси, зная общую массу смеси.

$m(NaCl) = m(смеси) - m(Na_2CO_3) = 5,30 \text{ г} - 3,71 \text{ г} = 1,59 \text{ г}$

4. Рассчитаем массовые доли ($\omega$) компонентов в смеси.

Массовая доля компонента вычисляется по формуле:

$\omega(\text{компонента}) = \frac{m(\text{компонента})}{m(\text{смеси})} \cdot 100\%$

Массовая доля карбоната натрия:

$\omega(Na_2CO_3) = \frac{m(Na_2CO_3)}{m(\text{смеси})} \cdot 100\% = \frac{3,71 \text{ г}}{5,30 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,7 \cdot 100\% = 70\%$

Массовая доля хлорида натрия:

$\omega(NaCl) = \frac{m(NaCl)}{m(\text{смеси})} \cdot 100\% = \frac{1,59 \text{ г}}{5,30 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,3 \cdot 100\% = 30\%$

Ответ: массовая доля карбоната натрия ($Na_2CO_3$) в смеси составляет 70%, массовая доля хлорида натрия ($NaCl$) — 30%.