Номер 3, страница 40 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 2. Химические реакции в водных растворах. Параграф 10. Гидролиз солей. Подумай, ответь, выполни... - номер 3, страница 40.

Условие.

3. Техническую соду, массовая доля примесей в которой составляет 10%, обработали соляной кислотой. При этом выделилось 4 моль оксида углерода(IV). Вычислите массу технической соды, вступившей в реакцию с кислотой.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$\omega(\text{примесей}) = 10\% = 0.1$

$n(CO_2) = 4 \text{ моль}$

Найти:

$m(\text{технической соды}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия карбоната натрия ($Na_2CO_3$), который является основным компонентом технической соды, с соляной кислотой ($HCl$). Примеси считаются инертными, то есть не вступающими в реакцию с кислотой.

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

2. Согласно уравнению реакции, количество вещества карбоната натрия ($n(Na_2CO_3)$) и выделившегося оксида углерода(IV) ($n(CO_2)$) соотносятся как 1:1.

$n(Na_2CO_3) : n(CO_2) = 1:1$

Следовательно, количество вещества чистого карбоната натрия, вступившего в реакцию, равно количеству вещества выделившегося углекислого газа:

$n(Na_2CO_3) = n(CO_2) = 4 \text{ моль}$

3. Вычислим молярную массу карбоната натрия ($Na_2CO_3$).

$M(Na_2CO_3) = 2 \cdot Ar(Na) + Ar(C) + 3 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 23 + 12 + 3 \cdot 16 = 46 + 12 + 48 = 106 \text{ г/моль}$

4. Теперь найдем массу чистого карбоната натрия, который прореагировал с кислотой, по формуле $m = n \cdot M$:

$m(Na_2CO_3) = n(Na_2CO_3) \cdot M(Na_2CO_3) = 4 \text{ моль} \cdot 106 \text{ г/моль} = 424 \text{ г}$

5. В условии сказано, что массовая доля примесей в технической соде составляет 10%. Это означает, что массовая доля чистого карбоната натрия в технической соде составляет:

$\omega(Na_2CO_3) = 100\% - \omega(\text{примесей}) = 100\% - 10\% = 90\%$ или в долях единицы $0.9$.

6. Масса чистого вещества ($m(\text{чистого вещества})$) связана с массой смеси ($m(\text{смеси})$) и его массовой долей ($\omega$) соотношением: $\omega = \frac{m(\text{чистого вещества})}{m(\text{смеси})}$.

Выразим из этой формулы массу технической соды:

$m(\text{технической соды}) = \frac{m(Na_2CO_3)}{\omega(Na_2CO_3)}$

Подставим известные значения и вычислим:

$m(\text{технической соды}) = \frac{424 \text{ г}}{0.9} \approx 471.11 \text{ г}$

Ответ: масса технической соды, вступившей в реакцию с кислотой, составляет 471,11 г.