Номер 5, страница 106, часть 1 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 5. Имеется смесь карбоната и гидрокарбоната натрия. При прокаливании образца смеси 60 г выделилась вода массой 2,7 г. Определите массовую долю $Na_2CO_3$ и $NaHCO_3$ в смеси.

Ответ: $\omega(Na_2CO_3) = 58\%$; $\omega(NaHCO_3) = 42\%$.

Дано:

Масса смеси ($m_{смеси}$) = 60 г

Состав смеси: Карбонат натрия ($Na_2CO_3$) и гидрокарбонат натрия ($NaHCO_3$)

Масса выделившейся воды ($m_{H_2O}$) = 2,7 г

Найти:

Массовая доля карбоната натрия в смеси ($\omega(Na_2CO_3)$) - ?

Массовая доля гидрокарбоната натрия в смеси ($\omega(NaHCO_3)$) - ?

Решение:

При прокаливании (нагревании) смеси происходит термическое разложение только гидрокарбоната натрия, так как карбонат натрия является термически устойчивым и не разлагается при данных условиях. Вода выделяется только в результате этой реакции.

Уравнение реакции разложения гидрокарбоната натрия:

$2NaHCO_3 \xrightarrow{t} Na_2CO_3 + H_2o + CO_2\uparrow$

1. Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в расчетах:

$M(NaHCO_3) = 23 + 1 + 12 + 3 \cdot 16 = 84 \text{ г/моль}$

$M(H_2O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \text{ г/моль}$

2. Найдем количество вещества (моль) выделившейся воды:

$n(H_2O) = \frac{m(H_2O)}{M(H_2O)} = \frac{2,7 \text{ г}}{18 \text{ г/моль}} = 0,15 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции, из 2 моль $NaHCO_3$ образуется 1 моль $H_2O$. Это означает, что количество вещества гидрокарбоната натрия, вступившего в реакцию, в два раза больше количества вещества образовавшейся воды.

$n(NaHCO_3) = 2 \cdot n(H_2O) = 2 \cdot 0,15 \text{ моль} = 0,3 \text{ моль}$

4. Найдем массу гидрокарбоната натрия, содержавшегося в исходной смеси:

$m(NaHCO_3) = n(NaHCO_3) \cdot M(NaHCO_3) = 0,3 \text{ моль} \cdot 84 \text{ г/моль} = 25,2 \text{ г}$

5. Теперь мы можем рассчитать массовую долю гидрокарбоната натрия в смеси:

$\omega(NaHCO_3) = \frac{m(NaHCO_3)}{m_{смеси}} \cdot 100\% = \frac{25,2 \text{ г}}{60 \text{ г}} \cdot 100\% = 42\%$

6. Масса карбоната натрия в смеси равна разности общей массы смеси и массы гидрокарбоната натрия:

$m(Na_2CO_3) = m_{смеси} - m(NaHCO_3) = 60 \text{ г} - 25,2 \text{ г} = 34,8 \text{ г}$

7. Рассчитаем массовую долю карбоната натрия в смеси:

$\omega(Na_2CO_3) = \frac{m(Na_2CO_3)}{m_{смеси}} \cdot 100\% = \frac{34,8 \text{ г}}{60 \text{ г}} \cdot 100\% = 58\%$

Ответ: массовая доля $Na_2CO_3$ в смеси составляет 58%, массовая доля $NaHCO_3$ - 42%.