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:

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

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).

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

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:

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

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:

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

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:

\[H2S + O2 \rightarrow H2O + SO2\]

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:

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

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.

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

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

\[H2S + 2NaOH \rightarrow Na2S + 2H2O\]

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

Масса соли в растворе равна:

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

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.

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

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.

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

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.

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

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

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

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:

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

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

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

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