Какая массовая доля сульфата натрия присутствует в полученном растворе после того, как к 300 мл насыщенного раствора

Снежинка

56

Для решения данной задачи нам понадобится использовать химические реакции и концепцию массовой доли.

Начнем с реакции между сульфатом алюминия и аммиаком:

\[\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + 6\text{NH}_3 \rightarrow 3\text{(NH}_4)_2\text{SO}_4 + 2\text{Al(OH)}_3\]

Можно заметить, что в результате этой реакции образуются сульфат аммония \((\text{(NH}_4)_2\text{SO}_4)\) и гидроксид алюминия \(\text{Al(OH)}_3\). Однако нас интересует только массовая доля сульфата натрия.

Для определения этого значения рассмотрим вторую реакцию между гидроксидом натрия и сульфатом алюминия:

\[\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + 6\text{NaOH} \rightarrow 2\text{Al(OH)}_3 + 3\text{Na}_2\text{SO}_4\]

Теперь, когда у нас есть оба уравнения реакции, давайте пошагово решим задачу.

Шаг 1: Найдем количество сульфата алюминия в насыщенном растворе.

Поскольку раствор насыщенный, это означает, что все сульфат алюминия растворился. Поэтому количество сульфата алюминия в насыщенном растворе равно 0 г.

Шаг 2: Найдем количество сульфата аммония, образовавшегося в результате реакции.

Молярная масса сульфата аммония (\((\text{NH}_4)_2\text{SO}_4\)) равна 132,14 г/моль.

Используем уравнение реакции, чтобы найти количество молей сульфата аммония, образовавшегося в результате реакции с сульфатом алюминия.

Согласно уравнению реакции, для образования 1 моля сульфата аммония требуется 1 моль сульфата алюминия. Поскольку в насыщенном растворе отсутствует сульфат алюминия, количество сульфата аммония также равно 0 моль.

Шаг 3: Найдем количество гидроксида натрия, образовавшегося в результате реакции.

Молярная масса гидроксида натрия (\(\text{NaOH}\)) равна 40 г/моль.

В раствор добавили 320 г 25%-го раствора гидроксида натрия. Чтобы определить количество молей гидроксида натрия, используем следующую формулу:

\[\text{Количество молей} = \frac{\text{Масса вещества}}{\text{Молярная масса}}\]

Таким образом, количество молей гидроксида натрия равно:

\[\text{Количество молей} = \frac{320 \, \text{г} \times 0,25}{40 \, \text{г/моль}} = 2 \, \text{моль}\]

Шаг 4: Найдем количество сульфата натрия, образовавшегося в результате реакции.

Согласно уравнению реакции, для образования 3 молей сульфата натрия требуется 1 моль сульфата алюминия.

Поскольку в насыщенном растворе отсутствует сульфат алюминия, количество сульфата натрия также равно 0 моль.

Шаг 5: Найдем массу сульфата натрия, образовавшегося в результате реакции.

Молярная масса сульфата натрия (\(\text{Na}_2\text{SO}_4\)) равна 142,04 г/моль.

С использованием формулы, аналогичной той, которую мы использовали для определения количества молей гидроксида натрия, можем найти массу сульфата натрия:

\[\text{Масса сульфата натрия} = (\text{Количество молей} \times \text{Молярная масса}) = (0 \, \text{моль} \times 142,04 \, \text{г/моль}) = 0 \, \text{г}\]

Шаг 6: Найдем массовую долю сульфата натрия в полученном растворе.

Для этого используем следующую формулу:

\[\text{Массовая доля} = \frac{\text{Масса сульфата натрия}}{\text{Масса полученного раствора}} \times 100\%\]

Так как мы определили, что масса сульфата натрия равна 0 г, а масса полученного раствора равна сумме массы насыщенного раствора и массы гидроксида натрия, мы можем записать:

\[\text{Массовая доля} = \frac{0 \, \text{г}}{(0 \, \text{г} + 320 \, \text{г})} \times 100\% = 0\%\]

Таким образом, массовая доля сульфата натрия в полученном растворе равна 0%.