Газовую смесь, состоящую из водорода и угарного газа, взятых в массовом соотношении 8 : 7, сожгли в избытке кислорода. Продукты горения полностью поглотили раствором гидроксида натрия. При этом образовалось 265 г раствора с массовой долей единственного растворённого вещества 10 %. Известно, что это вещество не реагирует со щелочами. Вычислите массовую долю гидроксида натрия в исходном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).
1) 2CO + O2 = 2CO2
2) 2H2 + O2 = 2H2O
3) CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O
Уравнения реакций составлены верно и соответствуют условию.
Определение количества CO и NaOH по массе Na2CO3:
Единственным растворённым веществом в конечном растворе, которое по условию не реагирует со щелочами, может быть только Na2CO3. Отсюда также следует, что непрореагировавший NaOH в конечном растворе не присутствует, значит исходный NaOH прореагировал полностью
m(Na2CO3) = m(конечного р-ра) / 100 % · ω(Na2CO3) = 265 / 100 % · 10 % = 26,5 г
n(Na2CO3) = m(Na2CO3) / M(Na2CO3) = 26,5 / 106 = 0,25 моль
n(CO2) = n(Na2CO3) = 0,25 моль
n(CO) = n(CO2) = 0,25 моль
n(NaOH) = 2 · n(Na2CO3) = 2 · 0,25 = 0,5 моль
m(NaOH) = n(NaOH) · M(NaOH) = 0,5 · 40 = 20 г
m(CO2) = n(CO2) · M(CO2) = 0,25 · 44 = 11 г
m(CO) = n(CO) · M(CO) = 0,25 · 28 = 7 г
Определение количества H2 и образовавшейся H2O:
По условию m(H2) : m(CO) = 8 : 7
m(H2) / 8 = m(CO) / 7
m(H2) = m(CO) · 8 / 7 = 7 · 8 / 7 = 8 г
n(H2) = m(H2) / M(H2) = 8 / 2 = 4 моль
n(H2O) = n(H2) = 4 моль
m(H2O) = n(H2O) · M(H2O) = 4 · 18 = 72 г
Нахождение массы исходного раствора и массовой доли NaOH:
m(конечного р-ра) = m(исх. р-ра NaOH) + m(CO2) + m(H2O)
m(исх. р-ра NaOH) = m(конечного р-ра) - m(CO2) - m(H2O) = 265 - 11 - 72 = 182 г
ω(NaOH) = m(NaOH) / m(исх. р-ра NaOH) · 100 % = 20 / 182 · 100 % = 11 %
Ход решения изложен логично и последовательно.
Верно произведены вычисления.
Ответ: ω(NaOH) = 11 %
Получен правильный ответ.