Question

При нагревании образца гидрокарбоната натрия часть вещества разложилась, в результате чего выделилось 4,48 л углекислого газа (в пересчете на н.у.). Масса безводного остатка составила 63,2 г. Остаток добавили к 20%-ному раствору соляной кислоты, при этом в растворе не осталось карбонат-анионов. Определите массовую долю хлорида натрия в образовавшемся растворе.

Answer 1

При разложении гидрокарбоната натрия образовалась средняя соль – карбонат натрия и выделился углекислый газ:

2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O (нагревание)

Поскольку в растворе не осталось карбонат-анионов, следовательно, реакция карбоната и гидрокарбоната натрия с соляной кислотой прошла полностью:

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + CO₂↑ + H₂O

NaHCO₃ + HCl = NaCl + CO₂↑ + H₂O

Вычислим количество углекислого газа, выделившегося при прокаливании гидрокарбоната:

ν(CO₂) = 4,48 л/22,4 л/моль = 0,2 моль, следовательно, образовалось 0,2 моль карбоната натрия и прореагировало 0,4 моль гидрокарбоната натрия.

Вычислим массы образовавшегося карбоната натрия и оставшегося после реакции разложения гидрокарбоната натрия:

m(Na₂CO₃) = 106 г/моль · 0,2 моль = 21,2 г; m_ост.(NaHCO₃) = 63,2 г – 21,2 г = 42 г; отсюда

ν_ост.(NaHCO₃) = 42 г/84 г/моль = 0,5 моль

Вычислим количество вещества соляной кислоты, взаимодействующей с солями.

Поскольку ν(HCl) = 2 · ν(Na₂CO₃) + ν_ост.(NaHCO₃), то ν(HCl) = 2 · 0,2 моль + 0,5 моль = 0,9 моль и m(HCl) = 36,5 г/моль · 0,9 моль = 32,85 г.

Масса исходного раствора соляной кислоты равна:

m(р-ра HCl) = 32,85 г/0,2 = 164,25 г

Образующийся в результате реакции гидрокарбоната и карбоната натрия с соляной кислотой углекислый газ выделяется из раствора, вычислим его массу:

ν(CO₂) = 0,2 моль + 0,5 моль = 0,7 моль; m(CO₂) = 44 г/моль · 0,7 моль = 30,8 г

Вычислим количество и массу хлорида натрия в образовавшемся растворе:

ν(NaCl) = 0,2 моль · 2 + 0,5 моль = 0,9 моль; m(NaCl) = 58,5 г/моль · 0,9 моль = 52,65 г

Вычислим массу образовавшегося раствора и массовую долю хлорида натрия в нем:

m(р-ра) = 164,25 г + 63,2 – 30,8 = 196,65 г

ω(NaCl) = 52,65 г/196,65 г · 100% = 26,77%