Смесь на­трия и ок­си­да на­трия рас­тво­ри­ли в воде. При этом вы­де­ли­лось 4,48 л (н. у.) газа и об­ра­зо­ва­лось 240 г рас­тво­ра с мас­со­вой долей гид­рок­си­да на­трия 10%.

Вопрос школьника

Смесь на­трия и ок­си­да на­трия рас­тво­ри­ли в воде. При этом вы­де­ли­лось 4,48 л (н. у.) газа и об­ра­зо­ва­лось 240 г рас­тво­ра с мас­со­вой долей гид­рок­си­да на­трия 10%. Опре­де­ли­те мас­со­вую долю на­трия в ис­ход­ной смеси

Ответ от учителя

Первым шагом необходимо определить количество вещества газа, выделенного при реакции. Для этого воспользуемся уравнением реакции:

2Na + 2NaOH + H2O → 2Na2O + 2H2↑

Из уравнения видно, что на каждые 2 моль Na и NaOH образуется 1 моль H2. Следовательно, количество молей H2, выделенного при реакции, равно количеству молей Na и NaOH в исходной смеси.

Объем газа при нормальных условиях (н. у.) равен 4,48 л. Переведем его в условия стандартной температуры и давления (0°C, 1 атм):

V = nRT/P

n = PV/RT = (1 атм * 4,48 л) / (0,0821 * 273 К) = 0,186 моль H2

Таким образом, количество молей Na и NaOH в исходной смеси также равно 0,186 моль.

Далее необходимо определить количество молей NaOH в образовавшемся растворе. Для этого воспользуемся формулой для расчета массовой доли растворенного вещества:

m(NaOH) = (m(раствора) * %NaOH) / 100

где m(раствора) — масса образовавшегося раствора, %NaOH — массовая доля NaOH в растворе.

Массовая доля NaOH в растворе равна 10%, следовательно, количество молей NaOH в растворе равно:

n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) = (240 г * 0,1) / 40 г/моль = 0,6 моль NaOH

Таким образом, количество молей Na в исходной смеси равно:

n(Na) = n(NaOH) = 0,6 моль

Масса Na в исходной смеси равна:

m(Na) = n(Na) * M(Na) = 0,6 моль * 23 г/моль = 13,8 г

Масса Na2O в исходной смеси равна:

m(Na2O) = n(Na) * M(Na2O) = 0,6 моль * 62 г/моль = 37,2 г

Таким образом, массовая доля Na в исходной смеси равна:

%Na = m(Na) / (m(Na) + m(Na2O)) * 100% = 13,8 г / (13,8 г + 37,2 г) * 100% = 27,0%

Ответ: массовая доля Na в исходной смеси равна 27,0%.

Избранное