Номер 25, страница 89 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 9. Углерод, кремний и их соединения - номер 25, страница 89.

Условие.

25. Какой объём углекислого газа (н. у.) необходимо пропустить че-рез 200 г 8%-ного раствора гидроксида натрия для образования:

а) средней соли;

б) кислой соли?

Решение.

Решение 2.

Дано:
$m_{р-ра}(NaOH) = 200 \text{ г}$
$\omega(NaOH) = 8\% = 0.08$
Условия: нормальные (н. у.)

Найти:
а) $V(CO_2)$ для образования средней соли - ?
б) $V(CO_2)$ для образования кислой соли - ?

Решение:

1. Найдем массу чистого гидроксида натрия ($NaOH$) в растворе. Масса вещества в растворе равна произведению массы раствора на массовую долю этого вещества.

$m(NaOH) = m_{р-ра}(NaOH) \times \omega(NaOH) = 200 \text{ г} \times 0.08 = 16 \text{ г}$

2. Рассчитаем молярную массу гидроксида натрия.

$M(NaOH) = M(Na) + M(O) + M(H) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (число молей) гидроксида натрия.

$n(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)} = \frac{16 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0.4 \text{ моль}$

Теперь рассмотрим два случая образования солей.

а) средней соли

При реакции углекислого газа с гидроксидом натрия с образованием средней соли (карбоната натрия $Na_2CO_3$) уравнение реакции выглядит следующим образом:

$2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$

Из уравнения реакции следует, что на 2 моль $NaOH$ расходуется 1 моль $CO_2$. Таким образом, соотношение количеств веществ равно:

$\frac{n(NaOH)}{2} = \frac{n(CO_2)}{1}$

Отсюда находим количество вещества углекислого газа:

$n(CO_2) = \frac{1}{2} n(NaOH) = \frac{1}{2} \times 0.4 \text{ моль} = 0.2 \text{ моль}$

Объем газа при нормальных условиях (н. у.) можно найти, умножив количество вещества на молярный объем газа ($V_m = 22.4 \text{ л/моль}$).

$V(CO_2) = n(CO_2) \times V_m = 0.2 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 4.48 \text{ л}$

Ответ: для образования средней соли необходимо пропустить 4,48 л углекислого газа.

б) кислой соли

При реакции углекислого газа с гидроксидом натрия с образованием кислой соли (гидрокарбоната натрия $NaHCO_3$) уравнение реакции имеет вид:

$NaOH + CO_2 \rightarrow NaHCO_3$

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль $NaOH$ расходуется 1 моль $CO_2$. Следовательно, их количества веществ равны:

$n(CO_2) = n(NaOH) = 0.4 \text{ моль}$

Рассчитаем объем углекислого газа при нормальных условиях:

$V(CO_2) = n(CO_2) \times V_m = 0.4 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 8.96 \text{ л}$

Ответ: для образования кислой соли необходимо пропустить 8,96 л углекислого газа.