Растворы и химические реакции
Каков состав и массовые доли веществ в полученном растворе после пропускания углекислого газа через раствор гидроксида
Каков состав и массовые доли веществ в полученном растворе после пропускания углекислого газа через раствор гидроксида натрия?
Условия задачи:
- Обжигали 65,79 г известняка с содержанием 5% примесей.
- При этом получили 80% выход углекислого газа.
- Пропустили углекислый газ через 328 мл 20%-ного раствора гидроксида натрия (ρ = 1,22 г/мл).
Необходимо записать уравнения реакций, указанные в условии, и выполнить все необходимые вычисления, указав единицы измерения искомых величин.
Условия задачи:
- Обжигали 65,79 г известняка с содержанием 5% примесей.
- При этом получили 80% выход углекислого газа.
- Пропустили углекислый газ через 328 мл 20%-ного раствора гидроксида натрия (ρ = 1,22 г/мл).
Необходимо записать уравнения реакций, указанные в условии, и выполнить все необходимые вычисления, указав единицы измерения искомых величин.
22.11.2023 15:24
Написать свой ответ:
Объяснение:
Для решения данной задачи нужно выполнить несколько шагов. Сначала определим количество известняка, которое было обожжено. Из условия известно, что масса общего образца известняка составляет 65,79 г, а его примеси составляют 5% от общей массы. Таким образом, масса примесей будет равна 65,79 г * 0,05 = 3,29 г. Масса чистого известняка составляет 65,79 г - 3,29 г = 62,5 г.
Затем найдем количество углекислого газа, выделенного в результате обжига известняка. Если 80% образующегося газа выделено, то остальные 20% являются другими продуктами реакции. Поэтому 80% от молекулярной массы углекислого газа должны составлять 62,5 г. Получаем: молекулярная масса углекислого газа = 62,5 г / 0,8 = 78,125 г.
Теперь рассчитаем объем газа, которым был пропущен углекислый газ через раствор гидроксида натрия. Из условия известно, что объем равен 328 мл, а плотность раствора гидроксида натрия равна 1,22 г/мл. Следовательно, масса раствора составляет 328 мл * 1,22 г/мл = 400,16 г.
Зная массу чистого газа (78,125 г) и массу раствора (400,16 г), можно рассчитать массовые доли веществ в полученном растворе. Массовая доля углекислого газа будет равна 78,125 г / 400,16 г * 100% = 19,51%.
Уравнения реакций:
1. Обжиг известняка:
CaCO3 → CaO + CO2
2. Пропускание углекислого газа через раствор гидроксида натрия:
CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O
Демонстрация:
Для решения задачи, необходимо учитывать все данные и проводить все вычисления по порядку, следуя указанным формулам и уравнениям.
Совет:
Чтобы лучше понять данную тему, рекомендуется изучать основные понятия растворов и химических реакций, а также ознакомиться с методикой расчетов массовых долей веществ в растворах.
Проверочное упражнение:
Рассчитайте массовые доли веществ в растворе, полученном после пропускания углекислого газа через 500 мл 25%-ного раствора гидроксида калия (ρ = 1,4 г/мл). Учтите, что 90% углекислого газа было выделено. (Ответ: массовая доля углекислого газа - 28,57%, массовая доля гидроксида калия - 71,43%).
Объяснение: Для решения задачи, нам необходимо выполнить следующие шаги:
1. Найти мольную массу известняка (CaCO3) и рассчитать массу чистого CaCO3, используя содержание примесей. Вычисления:
- Молярная масса CaCO3 = 40,08 г/моль + 12,01 г/моль + 3 * 16,00 г/моль = 100,09 г/моль
- Масса чистого CaCO3 = 65,79 г * (1 - 5%) = 62,50 г
2. Найти количество молей CaCO3, используя его молекулярную массу. Вычисления:
- Количество молей CaCO3 = масса чистого CaCO3 / молярная масса CaCO3 = 62,50 г / 100,09 г/моль ≈ 0,624 моль
3. Рассчитать массу углекислого газа (CO2), произведенного из CaCO3. Вычисления:
- Масса CO2 = количество молей CO2 * молярная масса CO2 = 0,624 моль * 44,01 г/моль ≈ 27,46 г
4. Найти объем раствора гидроксида натрия. Вычисления:
- Объем раствора NaOH = 328 мл = 0,328 л
5. Рассчитать количество молей NaOH, используя его молярность. Вычисления:
- Количество молей NaOH = объем раствора NaOH * молярность NaOH = 0,328 л * 0,20 моль/л = 0,0656 моль
6. Рассчитать массу NaOH, используя его молярную массу. Вычисления:
- Масса NaOH = количество молей NaOH * молярная масса NaOH = 0,0656 моль * 39,99 г/моль ≈ 2,62 г
7. Рассчитать массовые доли веществ в полученном растворе. Вычисления:
- Массовая доля CaCO3 = масса чистого CaCO3 / (масса чистого CaCO3 + масса NaOH + масса CO2) * 100% = 62,50 г / (62,50 г + 2,62 г + 27,46 г) * 100% ≈ 67,6%
- Массовая доля NaOH = масса NaOH / (масса чистого CaCO3 + масса NaOH + масса CO2) * 100% = 2,62 г / (62,50 г + 2,62 г + 27,46 г) * 100% ≈ 2,9%
- Массовая доля CO2 = масса CO2 / (масса чистого CaCO3 + масса NaOH + масса CO2) * 100% = 27,46 г / (62,50 г + 2,62 г + 27,46 г) * 100% ≈ 29,6%
Общая массовая доля веществ в полученном растворе равна 100%.
Демонстрация:
Задача: Найдите массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе, если масса чистого CaCO3, использованного для реакции, составляла 75 г, а выход углекислого газа был 90%.
Совет: Для лучшего понимания реакции и ее продуктов, рекомендуется знать основные концепции химии, такие как молярная масса, количество молей, массовая доля и т.д. Уделите внимание выражению данных величин в правильных единицах, чтобы избежать ошибок в вычислениях.
Проверочное упражнение: Найдите массовую долю CaCO3 и CO2 в полученном растворе, если использовались 50 г CaCO3 с содержанием 8% примесей, а выход CO2 составил 75%.