Алюминий массой 16,2 г сплавили с 19,2 г серы. Полученную смесь растворили при нагревании в 192 г насыщенного раствора гидроксида натрия. Вычислите массу сульфида натрия, выпавшего в осадок после охлаждения полученного раствора до 20 °С. Растворимость гидроксида натрия составляет 100 г на 100 г воды, растворимость сульфида натрия при 20 °С — 20,6 г на 100 г воды.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).
1) 2Al + 3S = Al2S3
2) Al2S3 + 8NaOH = 2Na[Al(OH)4] + 3Na2S
3) 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
Уравнения реакций составлены верно и соответствуют условию.
Определение состава смеси после сплавления:
n(Al) = m(Al) / M(Al) = 16,2 / 27 = 0,6 моль
n(S) = m(S) / M(S) = 19,2 / 32 = 0,6 моль
n(Al2S3) = n(S) / 3 = 0,6 / 3 = 0,2 моль
n(Al прореаг.) = 2 · n(Al2S3) = 2 · 0,2 = 0,4 моль
n(Al ост.) = n(Al) - n(Al прореаг.) = 0,6 - 0,4 = 0,2 моль
Определение состава насыщенного раствора NaOH:
Растворимость NaOH составляет 100 г вещества на 100 г воды
m(насыщенного р-ра NaOH по данным растворимости) = m(NaOH по данным растворимости) + m(H2O по данным растворимости) = 100 + 100 = 200 г
Насыщенный раствор NaOH массой 200 г содержит 100 г растворенного NaOH
m(NaOH) / m(р-ра NaOH из условия) = m(NaOH по данным растворимости) / m(р-ра NaOH по данным растворимости)
m(NaOH) = m(NaOH по данным растворимости) · m(р-ра NaOH из условия) / m(р-ра NaOH по данным растворимости) = 100 · 192 / 200 = 96 г
n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) = 96 / 40 = 2,4 моль
m(H2O исх.) = m(р-ра NaOH из условия) - m(NaOH) = 192 - 96 = 96 г
Нахождение массы Na2S, выпавшего в осадок:
n(Na2S) = 3 · n(Al2S3) = 3 · 0,2 = 0,6 моль
m(Na2S) = n(Na2S) · M(Na2S) = 0,6 · 78 = 46,8 г
n(H2O прореаг.) = 3 · n(Al ост.) = 3 · 0,2 = 0,6 моль
m(H2O прореаг.) = n(H2O прореаг.) · M(H2O) = 0,6 · 18 = 10,8 г
m(H2O ост.) = m(H2O исх.) - m(H2O прореаг.) = 96 - 10,8 = 85,2 г
Растворимость Na2S составляет 20,6 г вещества на 100 г воды
m(Na2S в р-ре) / m(H2O ост.) = m(Na2S по данным растворимости) / m(H2O по данным растворимости)
m(Na2S в р-ре) = m(Na2S по данным растворимости) · m(H2O ост.) / m(H2O по данным растворимости) = 20,6 · 85,2 / 100 = 17,6 г
m(Na2S осадок) = m(Na2S) - m(Na2S в р-ре) = 46,8 - 17,6 = 29,2 г
Ход решения изложен логично и последовательно.
Верно произведены вычисления.
Ответ: m(Na2S осадок) = 29,2 г
Получен правильный ответ.