Номер 2, страница 55, часть 1 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 2. Через раствор, содержащий 2 г гидроксида натрия, пропустили 0,88 г углекислого газа. Найдите массу карбоната натрия.

Ответ: 2,12 г.

•2.

Дано:

масса гидроксида натрия $m(NaOH) = 2$ г

масса углекислого газа $m(CO_2) = 0,88$ г

$m(NaOH) = 2 \text{ г} = 0,002 \text{ кг}$

$m(CO_2) = 0,88 \text{ г} = 0,00088 \text{ кг}$

Найти:

массу карбоната натрия $m(Na_2CO_3)$ - ?

Решение:

При взаимодействии гидроксида натрия с углекислым газом может образовываться либо карбонат натрия (средняя соль), либо гидрокарбонат натрия (кислая соль). Это зависит от молярного соотношения реагентов.

Уравнение реакции образования карбоната натрия:

$2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$

1. Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в реакции. Для этого используем периодическую таблицу химических элементов.

Молярная масса гидроксида натрия ($NaOH$): $M(NaOH) = M(Na) + M(O) + M(H) = 23 + 16 + 1 = 40$ г/моль.

Молярная масса углекислого газа ($CO_2$): $M(CO_2) = M(C) + 2 \cdot M(O) = 12 + 2 \cdot 16 = 44$ г/моль.

Молярная масса карбоната натрия ($Na_2CO_3$): $M(Na_2CO_3) = 2 \cdot M(Na) + M(C) + 3 \cdot M(O) = 2 \cdot 23 + 12 + 3 \cdot 16 = 46 + 12 + 48 = 106$ г/моль.

2. Найдем количество вещества (число молей) исходных реагентов по формуле $n = m/M$.

Количество вещества гидроксида натрия: $n(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)} = \frac{2 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0,05$ моль.

Количество вещества углекислого газа: $n(CO_2) = \frac{m(CO_2)}{M(CO_2)} = \frac{0,88 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} = 0,02$ моль.

3. Определим, какое из веществ находится в недостатке (является лимитирующим реагентом). Для этого сравним фактическое молярное соотношение реагентов со стехиометрическим (из уравнения реакции).

Согласно уравнению реакции $2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O$, на 2 моль $NaOH$ приходится 1 моль $CO_2$.

Чтобы полностью прореагировать с 0,02 моль $CO_2$, потребуется: $n_{теор}(NaOH) = 2 \cdot n(CO_2) = 2 \cdot 0,02 \text{ моль} = 0,04$ моль.

По условию задачи у нас есть 0,05 моль $NaOH$. Так как $n_{факт}(NaOH) > n_{теор}(NaOH)$ (0,05 моль > 0,04 моль), гидроксид натрия находится в избытке, а углекислый газ — в недостатке. Это означает, что реакция будет протекать с образованием средней соли, карбоната натрия, и расчет массы продукта следует вести по реагенту, который находится в недостатке, то есть по $CO_2$.

4. Рассчитаем массу образовавшегося карбоната натрия.

Из уравнения реакции видно, что из 1 моль $CO_2$ образуется 1 моль $Na_2CO_3$. Следовательно, количество вещества образовавшегося карбоната натрия равно количеству вещества прореагировавшего углекислого газа: $n(Na_2CO_3) = n(CO_2) = 0,02$ моль.

5. Найдем массу карбоната натрия по формуле $m = n \cdot M$.

$m(Na_2CO_3) = n(Na_2CO_3) \cdot M(Na_2CO_3) = 0,02 \text{ моль} \cdot 106 \text{ г/моль} = 2,12$ г.

Ответ: масса образовавшегося карбоната натрия равна 2,12 г.