1) Какая соль и сколько вещества образовалось, когда в стакан с 30 мл воды добавили кусочек металлического натрия

Подсолнух

25

Для решения этой задачи нам понадобится уравнение реакции между металлическим натрием и серной кислотой:

\[2Na + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2\]

Согласно уравнению, 2 молекулы натрия реагируют с 1 молекулой серной кислоты, образуя 1 молекулу сульфата натрия и 1 молекулу воды.

1) Рассмотрим сначала реакцию металлического натрия с водой:

Na + H_2O → NaOH + \(\frac{1}{2}\)H_2↑

Согласно уравнению, 1 молекула натрия реагирует с 1 молекулой воды, образуя 1 молекулу гидроксида натрия и половину молекулы водорода. Молярная масса натрия (Na) составляет 23 г/моль.

Масса натрия, добавленного в стакан, составляет 4.6 г. Мы знаем, что 1 моль натрия массой 23 г реагирует с 1 молью воды и образует 1 моль гидроксида натрия и половину моль водорода.

Чтобы найти количество вещества натрия, добавленного в стакан, делим массу натрия (4.6 г) на его молярную массу (23 г/моль):

n = \(\frac{4.6}{23}\) = 0.2 моль

Теперь рассмотрим реакцию с серной кислотой:

2Na + H_2SO_4 → Na_2SO_4 + H_2

Согласно уравнению, 2 молекулы натрия реагируют с 1 молекулой серной кислоты, образуя 1 молекулу сульфата натрия и 1 молекулу воды. Из уравнения видно, что для каждой молекулы серной кислоты требуется 2 молекулы натрия.

Массовая доля вещества (массовая доля) определяется отношением массы искомого вещества к массе образовавшегося олеума.

Масса вещества образовавшегося олеума равна сумме массы воды и массы серной кислоты, которые были добавлены в стакан. Таким образом:

Масса воды = 30 г
Масса серной кислоты = масса раствора × концентрация раствора

Концентрация 20%-ного раствора серной кислоты означает, что в 100 мл раствора содержится 20 г серной кислоты.

Масса раствора серной кислоты = объем раствора × концентрация раствора

Масса раствора серной кислоты = 86 мл × \(\frac{20}{1000}\) г/мл = 1.72 г

Так как мы добавили 20% раствора серной кислоты, мы можем сказать, что массовая доля серной кислоты в растворе равна 20%. Известно, что 2 молекулы натрия реагируют с 1 молекулой серной кислоты, поэтому чтобы определить количество натрия, реагирующего с серной кислотой, нужно умножить количество серной кислоты на 2.

Количество вещества серной кислоты:

n (H2SO4) = \(\frac{1.72}{98}\) = 0.0176 моль

Таким образом, количество вещества натрия, реагирующего с серной кислотой:

n = 2 × 0.0176 = 0.0352 моль

Теперь мы можем найти массу натрия, реагирующего с серной кислотой, умножив количество вещества на его молярную массу:

Масса Na = 0.0352 моль × 23 г/моль = 0.8096 г

Итак, масса образовавшегося олеума составляет 0.8096 г + 1.72 г = 2.5296 г.

Ответ: В стакане образовалось около 2.53 г олеума при реакции металлического натрия с серной кислотой.