7% р-р это почти 2М, но все-таки недостаточно конц., поэтому начнем с р.2
По р.2 n(NaOH)= n(СО2) = n(NaHCО3) ⇒ для реакции с 0,4 моль СО2 требуются 0,4 моль NaOH, весь СО2 прореагирует, 0,66 – 0,4 = 0,26 моль NaOH останутся в избытке, и образуются 0,4 моль NaHCО3.
Дано:
А) m (C) = 72 г.
Б) m (CH₄) = 48 г.
В) V (CH₄) = 100 л.
Г) V (CH₄) = 28 л.
Найти:
A) V (CH₄)
Б) V (H₂)
В) m (C)
Г) m (H₂)
• Запишем саму реакцию для всех пунктов:
CH₄ ==(1000°C)==> C + 2 H₂↑
• По уравнению реакции: ν (CH₄) : ν (C) : ν (H₂) = 1 : 1 : 2
А) Найдём количество углерода:
ν (C) = m/M = 72 г./12 г/моль = 6 моль
Зная отношение количества веществ, найдём количество метана, а затем и его объём:
ν (CH₄) = ν (C) = 6 моль
V (CH₄) = Vm • ν = 22,4 л/моль • 6 моль = 134,4 л.
Б) Найдём количество метана:
ν (CH₄) = m/M = 48 г./16 г/моль = 3 моль
Зная отношение количества веществ, находим количество водорода, а затем и его объём:
ν (H₂) = 2 ν (CH₄) = 2 • 3 моль = 6 моль
V (H₂) = Vm • ν = 22,4 л/моль • 6 моль = 134,4 л.
В) Найдём количество метана:
ν (CH₄) = V/Vm = 100 л./22,4 л/моль ≈ 4,46 моль
Зная отношение количества веществ, находим количество углерода, а затем и его массу:
ν (C) = ν (CH₄) ≈ 4,46 моль
m (C) = M • ν = 12 г/моль • 4,46 моль ≈ 53,52 г.
Г) Найдём количество метана:
ν (CH₄) = V/Vm = 28 л./22,4 моль = 1,25 моль
Зная отношение количества веществ, находим количество водорода, а затем и его массу:
ν (H₂) = 2 ν (CH₄) = 2 • 1,25 моль = 2,5 моль
m (H₂) = M • ν = 2 г/моль • 2,5 моль = 5 г.
A) V (CH₄) = 134,4 л.
Б) V (H₂) = 134,4 л.
В) m (C) ≈ 53,52 г.
Г) m (H₂) = 5 г.
СаСО3 → СаО + СО2↑ (р.1)
CO2 + NaOH(разб.) → NaHCО3 (р.2) или
СО2 + 2NaOH(конц.) → Na2CO3 + H2O (р.3)
По р.1: n(CO2)= n(СаСО3)
n(СаСО3) = m/M = 40 / 100 = 0,4 моль ⇒ n(CO2)=0,4 моль
n(NaOH) = m/M = m(р-ра) ∙ ω / М
m(NaOH) = m(р-ра) ∙ ω
m(р-ра) = V (р-ра) ∙ ρ (р-ра)
⇒ n(NaOH) = V (р-ра) ∙ ρ (р-ра) ∙ ω / M(NaOH) = 350 ∙ 1,076 ∙ 0,07 / 40 = 0,66 моль
7% р-р это почти 2М, но все-таки недостаточно конц., поэтому начнем с р.2
По р.2 n(NaOH)= n(СО2) = n(NaHCО3) ⇒ для реакции с 0,4 моль СО2 требуются 0,4 моль NaOH, весь СО2 прореагирует, 0,66 – 0,4 = 0,26 моль NaOH останутся в избытке, и образуются 0,4 моль NaHCО3.
В рез. реакции в полученном растворе будут:
m(NaOH, изб.) = n(NaOH, изб.) ∙ М(NaOH, изб.) = 0,26 ∙ 40 = 10,4 г
m(NaHCО3) = n(NaHCО3) ∙ М(NaHCО3) = 0,4 ∙ 84 = 33,6 г
Вода в реакции не участвовала, поэтому масса растворителя не изменилась:
m(воды) = m(р-ра) - m(NaOH)
m(р-ра) = V (р-ра) ∙ ρ (р-ра) = 350 ∙ 1,076 = 376,6 г
m(NaOH) = m(р-ра) ∙ ω = 376,6 ∙ 0,07 = 26,4 г
⇒ m(воды) = 376,6 - 26,4 = 350,2 г
Массовые доли (ω, %) веществ в полученном растворе:
ω%(в-ва) = m(в-ва) ∙ 100 / m(получ. р-ра)
m(получ. р-ра) = m(воды) + m(NaHCО3) + m(NaOH, изб.)
m(получ. р-ра)= 350,2 + 33,6 + 10,4 = 394,2 г
ω%(NaHCО3) = 33,6 ∙ 100 / 394,2 = 8,52%
ω%(NaOH) = 10,4 ∙ 100 / 394,2 = 2,64%