Question

Гидрокарбонат натрия прокалили, он частично прореагировал. Образовалась твердая смесь массой 10 грамм и выделился углекислый газ объемом 0,112 литра. Какой объем 1%-ого раствора гидроксида кальция, плотностью 1.01 г/мл понадобится для реакции с полученной смесью после её растворения. Рассчитайте массовую долю гидроксида натрия, Желательно подробное решение

Answer 1

Дано:
m(тв. см.) = 10 г
V(CO2) = 0,112 л
ω(Сa(OH)2) = 1% или 0,01
ρ(р-ра Ca(OH)2) = 1,01 г/мл
Найти:
m(p-pa Ca(OH)2) - ?
ω(NaOH) - ?
Решение.
n(H2) = V(H2)/Vm = 0,112 л/22,4 л/моль = 0,005 моль
2NaHCO3 ⇒Na2CO3 + CO2↑+H2O   (1)
Из уравнения реакции (1) следует,что
n(Na2CO3)=n(CO2)= 0,005 моль
M(Na2CO3)=106 г/моль
m(Na2CO3) = n(Na2CO3)*M(Na2CO3)=0.005 моль*106 г/моль = 0,53 г
Находим массу непрореагировавшего гидрокарбоната натрия
m(NaHCO3) = m(тв.см.) - m(Na2CO3) = 10 г - 0,53 г = 9,47 г
Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+2NaOH   (2)
Из уравнения реакции (2) следует, что
n(CaCO3)=n(Na2CO3)=n(Ca(OH)2= 0.005 моль
n(NaOH) = 2*0.005 моль = 0,01 моль
M(NaHCO3) = 84 г/моль
n(NaHCO3) = m(NaHCO3)/M(NaHCO3) = 9.47 г/84 г/моль = 0,11274 моль
NaHCO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + NaOH + H2O (3)
Из уравнения реакции (3) следует, что
n(CaCO3)=n(NaOH)=n(H2O)=n(Ca(OH)2) = 0,11274 моль
m'(H2O) = n(H2O)*M(H2O) = 0,11274 моль*18 г/моль = 2,12 г
Σn(Ca(OH)2) = 0,005 моль +0,11274 моль = 0,11774 моль
M(Ca(OH)2) = 74 г/моль
m(Ca(OH)2) = n(Ca(OH)2*M(Ca(OH)2) = 0,11774 моль*74 г/моль = 8,713 г
m(p-pa Ca(OH)2) = m(Ca(OH)2)/ω(p-pa Ca(OH)2 = 8.713 г/0.01 = 871.3 г
V(p-pa Ca(OH)2) = m(p-pa Ca(OH)2)/ρ(p-pa Ca(OH)2)
V(p-pa Ca(OH)2) = 871,3 г/1,01 г/мл = 862,673 мл
m(H2O) = m(p-pa Ca(OH)2) - m(Ca(OH)2) = 871,3 г-8,713 г = 862,587 г
Σn(NaOH)= 0,01 моль + 0,11274 моль = 0,12274 моль
M(NaOH)= 40 г/моль
m(NaOH) = Σn(NaOH)*M(NaOH) = 0,12274 моль*40 г/моль = 4,91 г
Σn(CaCO3) = Σn(Ca(OH)2) = 0,1174 моль
M(CaCO3) = 100 г/моль
m(CaCO3) = 0,1174 моль*100 г/моль = 11,74 г
m(p-pa) = m(p-pa Ca(OH)2)+m(тв.ост.)-m(CaCO3) 
m(p-pa)=871,3 г+10 г -11,74 г = 869,56 г
ω(NaOH) = m(NaOH)/m(p-pa) = 4,91 г/869,56 г = 0,00565 или 0,565%
Ответ: 862,673 мл Сa(OH)2; 0,565% р-ра NaOH