1. Какова среда и массовая доля натрия в растворе, полученном путем добавления 200 г 5% - ного раствора гидроксида

Solnechnyy_Zaychik

41

1. Чтобы решить эту задачу, нам нужно вычислить количество вещества каждого компонента раствора и затем использовать эти значения для определения массовой доли натрия в растворе.

Для начала, вычислим количество вещества гидроксида натрия (NaOH) в 200 г 5%-ного раствора. Формула для расчета количества вещества:

$$n=\frac{m}{M}$$

где $n$ - количество вещества, $m$ - масса вещества, $M$ - молярная масса вещества.

Молярная масса гидроксида натрия (NaOH) равна 40,0 г/моль (молярная масса натрия (Na) - 23,0 г/моль, масса кислорода (O) - 16,0 г/моль, молярная масса водорода (H) - 1,0 г/моль).

Используем формулу для рассчета количества вещества:

$$n_{\text{гидроксида натрия}}=\frac{m_{\text{гидроксида натрия}}}{M_{\text{гидроксида натрия}}}=\frac{200г}{40,0г/моль}=5,0моль$$

Теперь рассчитаем количество вещества серной кислоты (H2SO4) в 100 г 24,5%-ного раствора. Молярная масса серной кислоты равна 98,1 г/моль (молярная масса серы (S) - 32,1 г/моль, масса кислорода (O) - 16,0 г/моль, молярная масса водорода (H) - 1,0 г/моль).

$$n_{\text{серной кислоты}}=\frac{m_{\text{серной кислоты}}}{M_{\text{серной кислоты}}}=\frac{100г}{98,1г/моль}=1,02моль$$

Теперь мы знаем оба количества вещества в растворе. Следующий шаг - определить массовую долю натрия (Na) в растворе.

Массовая доля (массовый процент) вещества определяется следующей формулой:

$$\text{массовая доля (Na)}=\frac{m_{\text{Na}}}{m_{\text{раствор}}}\times 100\mathrm{\%}$$

где $m_{\text{Na}}$ - масса натрия, $m_{\text{раствор}}$ - масса раствора.

Масса натрия в гидроксиде натрия равна 5,0 мол $\times$ 23,0 г/моль = 115 г.

Масса натрия в серной кислоте равна 1,02 моль $\times$ 23,0 г/моль = 23,46 г.

Масса раствора равна сумме массы гидроксида натрия и массы серной кислоты: 200 г + 100 г = 300 г.

Теперь мы можем рассчитать массовую долю натрия в растворе:

$$\text{массовая доля (Na)}=\frac{115г+23,46г}{300г}\times 100\mathrm{\%}\approx 46,82\mathrm{\%}$$

Таким образом, массовая доля натрия в полученном растворе составляет около 46,82%.

2. Чтобы решить эту задачу, вам нужно вычислить количество вещества сероводорода (H2S), продукты сгорания которого прошли через раствор едкого натра (NaOH).

Для начала, рассчитаем количество вещества сероводорода, используя уравнение реакции сгорания:

$$H2S+O2\to H2O+SO2$$

Учитывая, что 1 моль газа занимает 22,4 л при нормальных условиях, можно вычислить количество вещества сероводорода:

$$n_{\text{сероводорода}}=\frac{V_{\text{сероводорода}}}{V_{\text{молярный}}}$$

где $n_{\text{сероводорода}}$ - количество вещества сероводорода, $V_{\text{сероводорода}}$ - объем сожженного сероводорода, $V_{\text{молярный}}$ - объем 1 моля газа при нормальных условиях (22,4 л).

Подставим значения:

$$n_{\text{сероводорода}}=\frac{44,8л}{22,4л/моль}=2моль$$

Затем узнаем количество вещества едкого натра (NaOH) в 25%-ном растворе, используя формулу:

$$n_{\text{едкого натра}}=\frac{m_{\text{едкого натра}}}{M_{\text{едкого натра}}}$$

где $n_{\text{едкого натра}}$ - количество вещества едкого натра, $m_{\text{едкого натра}}$ - масса едкого натра, $M_{\text{едкого натра}}$ - молярная масса едкого натра.

Молярная масса едкого натра (NaOH) равна 40,0 г/моль.

$$n_{\text{едкого натра}}=\frac{m_{\text{едкого натра}}}{M_{\text{едкого натра}}}=\frac{250мл\times 1,28г/мл}{40,0г/моль}\approx 8,0моль$$

Теперь мы можем рассчитать массу соли в растворе, используя стехиометрическое соотношение между сероводородом и едким натром:

$$H2S+2NaOH\to Na2S+2H2O$$

Молярная масса соли Na2S равна 78,0 г/моль.

Масса соли в растворе равна:

$$m_{\text{соли}}=n_{\text{едкого натра}}\times M_{\text{соли}}=8,0моль\times 78,0г/моль=624г$$

Таким образом, масса соли в растворе составляет 624 г.

3. Для решения данной задачи, нам необходимо определить количество вещества ортофосфорной кислоты (H3PO4) в растворе, рассчитать массу образовавшегося оксида фосфора (P2O5) и использовать эти данные для определения массовой доли ортофосфорной кислоты в растворе.

Сначала вычислим количество вещества фосфора в 18,6 г фосфора:

$$n_{\text{фосфора}}=\frac{m_{\text{фосфора}}}{M_{\text{фосфора}}}$$

где $n_{\text{фосфора}}$ - количество вещества фосфора, $m_{\text{фосфора}}$ - масса фосфора, $M_{\text{фосфора}}$ - молярная масса фосфора.

Молярная масса фосфора (P) равна 31,0 г/моль.

$$n_{\text{фосфора}}=\frac{18,6г}{31,0г/моль}\approx 0,6моль$$

Затем рассчитаем количество вещества оксида фосфора (P2O5), образовавшегося при сжигании фосфора:

$$n_{\text{оксида фосфора}}=\frac{n_{\text{фосфора}}}{2}$$

В соответствии с уравнением реакции, на один моль фосфора образуется два моля оксида фосфора.

$$n_{\text{оксида фосфора}}=\frac{0,6моль}{2}=0,3моль$$

Теперь нам нужно вычислить массу образовавшегося оксида фосфора, используя массу и количество вещества:

$$m_{\text{оксида фосфора}}=n_{\text{оксида фосфора}}\times M_{\text{оксида фосфора}}$$

Молярная масса оксида фосфора (P2O5) равна 141,9 г/моль.

$$m_{\text{оксида фосфора}}=0,3моль\times 141,9г/моль=42,57г$$

Наконец, чтобы определить массовую долю ортофосфорной кислоты в растворе, рассчитаем отношение массы ортофосфорной кислоты к массе раствора:

$$\text{массовая доля (H3PO4)}=\frac{m_{\text{ортофосфорной кислоты}}}{m_{\text{раствора}}}\times 100\mathrm{\%}$$

где $m_{\text{ортофосфорной кислоты}}$ - масса ортофосфорной кислоты, $m_{\text{раствора}}$ - масса раствора.

Масса ортофосфорной кислоты равна массе оксида фосфора, так как они образуются в результате реакции:

$$\text{массовая доля (H3PO4)}=\frac{m_{\text{оксида фосфора}}}{m_{\text{раствора}}}\times 100\mathrm{\%}\approx \frac{42,57г}{\text{масса раствора}}\times 100\mathrm{\%}$$

Масса раствора равна массе дистиллированной воды, в которой растворился оксид фосфора, т.е. 100 мл.

$$\text{массовая доля (H3PO4)}=\frac{42,57г}{100мл}\times 100\mathrm{\%}\approx 42,57\mathrm{\%}$$

Таким образом, массовая доля ортофосфорной кислоты (H3PO4) в полученном растворе составляет около 42,57%.