Question

40 баллов !помогите решить задачу,подробно,расписав все действия и с ответом в цифрах:

Декагидрат карбоната натрия Na2CO3 • 10H2O массой 6,86 г растворили в 12,0 см3 воды при 20 °С. Полученный раствор разделили на три равные части. В первом опыте к одной части раствора медленно прибавили 25 см3 соляной кислоты с массовой долей хлороводорода 0,96% и плотно- стью 1004 г/дм³. Во втором опыте вторую часть раствора упарили наполовину и охладили до температуры 20 °C. При этом из раствора выпалсадок массой 0,448 г. В третьем опыте через третью часть раствора пропустили углекислый газ объёмом 84,0 см³ (объём измерен при 300 К и 120 кПа), который полностью поглотился раствором. a) Какой максимальный и минимальный объём (н. у.) углекислого газа может выделиться в первом опыте? Крат- ко поясните ответ. б) Чему равна растворимость карбоната натрия (в грам- мах безводного вещества на 100 г растворителя) при 20 °? в) Какое число молекул углекислого газа пропустили через раствор в третьем опыте, г) Рассчитайте массовые доли веществ (без учёта гидро- лиза) в растворе, который образовался в третьем опыте.​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:Давайте розглянемо кожен опит окремо та вирішимо задачу по частинах.

a) Для початку, визначимо хід реакції у першому опиті, коли до розчину Na2CO3 • 10H2O додають соляну кислоту (HCl). Реакція виглядає так:

Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O

Оскільки один моль Na2CO3 виділяє 1 моль CO2, то ми можемо розрахувати масу виділеного CO2:

Маса Na2CO3 = 6,86 г

Масова частка Na2CO3 у розчині = (6,86 г / 6,86 г) * 100% = 100%

Масова частка Na2CO3 у розчину = 100%

Маса CO2 = Маса Na2CO3 = 6,86 г

Для розрахунку максимального і мінімального об'єму CO2 використовуємо ідеальний газовий закон:

PV = nRT

Де P - тиск, V - об'єм, n - кількість молекул, R - універсальна газова стала, T - температура в Кельвінах.

Для максимального об'єму CO2 у відповідності з умовами, використовуємо величини температури і тиску в Н.У. (0°C і 1 атмосфера):

T1 = 273 K

P1 = 1 atm

Об'єм при цих умовах обчислюється як:

V1 = (nRT1) / P1

V1 = (0,448 г / (12,01 г/моль * 2)) * 8,314 Дж/(моль·K * 273 K) / 101,3 кПа = 84,83 см³

Для мінімального об'єму CO2 використовуємо значення тиску і температури при якому зроблений експеримент (300 К і 120 кПа):

T2 = 300 K

P2 = 120 кПа

V2 = (nRT2) / P2

V2 = (0,448 г / (12,01 г/моль * 2)) * 8,314 Дж/(моль·K * 300 K) / 120 кПа = 84,73 см³

Таким чином, максимальний об'єм CO2 - 84,83 см³, а мінімальний об'єм CO2 - 84,73 см³.

b) Розрахунок розчинності Na2CO3 при 20 °C (293 K). Маса розчину Na2CO3 • 10H2O - 6,86 г.

Масова частка Na2CO3 у розчині = (маса Na2CO3 / маса розчину) * 100% = (6,86 г / 6,86 г) * 100% = 100%

Отже, растворимість карбоната натрію у воді при 20 °C дорівнює 100 г карбоната натрію на 100 г води.

в) Для розрахунку кількості молекул углекислого газу (CO2), які пропустили через розчин, використовуємо ідеальний газовий закон:

PV = nRT

Де n - кількість молекул. Знаємо об'єм (V = 84 см³), тиск (P = 120 кПа), температуру (T = 300 K) та універсальну газову сталу (R = 8,314 Дж/(моль·K)).

n = (PV) / (RT)

n = (120 кПа * 84 см³) / (8,314 Дж/(моль·K) * 300 K) = 42,56 моль.

Тепер ми можемо знайти кількість молекул CO2:

Кількість молекул = n * Avogadro's number

Кількість молекул = 42,56 моль * 6,022 * 10^23 молекул/моль = 2,57 * 10^25 молекул CO2.

г) Розрахунок масових часток речовин у розчині після проходження углекислого газу.

За реакцією углекислого газу з розчином карбонату натрію утворюється натрію бікарбонат (NaHCO3) та вода (H2O). Розглянемо зміни в концентрації компонентів.

Первісна концентрація Na2CO3 - 100%

Натрій бікарбонат (NaHCO3) утворюється з Na2CO3 у відповідності з реакцією:

Na2CO3 + CO2 + H2O