При нагревании 2,88 г смеси хлорида натрия и дигидрата хлорида меди (II) с избытком концентрированной серной кислоты

Ясли

11

, что его значение равно 17,5 мм рт. ст.

Для решения задачи нам необходимо использовать закон пропорций масс.

1. Рассчитаем количество вещества щелочи, содержащейся в 15 мл раствора серной кислоты. Используем формулу:

n(NaOH) = c(H2SO4) * V(H2SO4),

где n(NaOH) - количество вещества щелочи, c(H2SO4) - концентрация раствора серной кислоты, V(H2SO4) - объем раствора серной кислоты.

Подставив значения, получим:

n(NaOH) = 0,67 моль/л * 0,015 л = 0,01005 моль щелочи.

2. Так как раствор гидроксида натрия содержит 12% щелочи, то масса щелочи в нем будет равна:

m(NaOH) = 0,12 * m(раствора),

где m(NaOH) - масса щелочи, m(раствора) - масса раствора гидроксида натрия.

Таким образом, масса щелочи в растворе составляет:

m(NaOH) = 0,12 * (1,13 г/мл * 0,0177 л) = 0,0243612 г щелочи.

3. Далее рассчитаем количество вещества щелочи в растворе, используя формулу:

n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH),

где n(NaOH) - количество вещества щелочи, m(NaOH) - масса щелочи, M(NaOH) - молярная масса гидроксида натрия.

Молярная масса гидроксида натрия (NaOH) равна 22,99 г/моль + 16 г/моль + 1 г/моль = 39,99 г/моль.

Подставив значения, получим:

n(NaOH) = 0,0243612 г / 39,99 г/моль = 0,000609 моль щелочи.

4. По закону пропорций масс количество вещества гидроксида натрия в растворе гидроксида натрия соответствует количеству вещества гидроксида натрия в исходной смеси хлорида натрия и дигидрата хлорида меди (II).

Таким образом, количество вещества гидроксида натрия в исходной смеси будет также равно 0,000609 моль.

5. Рассчитаем массовые доли солей в исходной смеси. Массовая доля хлорида натрия будет равна:

m% (NaCl) = (n(NaCl) * M(NaCl)) / m(исходной смеси),

где m% (NaCl) - массовая доля хлорида натрия, n(NaCl) - количество вещества хлорида натрия, M(NaCl) - молярная масса хлорида натрия, m(исходной смеси) - масса исходной смеси.

Найдем массу исходной смеси, вычтя массу щелочи из массы гидроксида натрия:

m(исходной смеси) = 2,88 г - 0,0243612 г = 2,8556388 г.

Молярная масса хлорида натрия (NaCl) равна 22,99 г/моль + 35,45 г/моль = 58,44 г/моль.

Подставим значения, получим:

m% (NaCl) = (0,000609 моль * 58,44 г/моль) / 2,8556388 г ≈ 0,0124.

Таким образом, массовая доля хлорида натрия в исходной смеси составляет приблизительно 1,24%.

6. Аналогично рассчитаем массовую долю дигидрата хлорида меди (II):

m% (CuCl2 * 2H2O) = (n(CuCl2 * 2H2O) * M(CuCl2 * 2H2O)) / m(исходной смеси),

где m% (CuCl2 * 2H2O) - массовая доля дигидрата хлорида меди (II), n(CuCl2 * 2H2O) - количество вещества дигидрата хлорида меди (II), M(CuCl2 * 2H2O) - молярная масса дигидрата хлорида меди (II).

Молярная масса дигидрата хлорида меди (II) (CuCl2 * 2H2O) равна 63,55 г/моль + (2 * 35,45 г/моль) + (2 * (2 * 1,01 г/моль)) + (2 * 16 г/моль) = 170,48 г/моль.

Подставим значения, получим:

m% (CuCl2 * 2H2O) = (0,000609 моль * 170,48 г/моль) / 2,8556388 г ≈ 0,0362.

Таким образом, массовая доля дигидрата хлорида меди (II) в исходной смеси составляет приблизительно 3,62%.

7. Наконец, рассчитаем объем выделившегося газа.

Из условия задачи известно, что объем раствора гидроксида натрия, который был поглощен газом, составляет 17,7 мл.

Так как парциальное давление водяных паров при данной температуре равно 17,5 мм рт. ст., то объем газа нужно скорректировать с учетом давления водяных паров. Для этого воспользуемся законом Дальтона:

P(общее) = P(газ) + P(водяные пары).

Так как водяные пары в этой системе являются газообразным компонентом, их давление равно парциальному давлению водяных паров. Поэтому имеем:

P(общее) = P(газ) + 17,5 мм рт. ст.

Так как парциальное давление водяных паров равно 17,5 мм рт. ст., то

P(газ) = P(общее) - 17,5 мм рт. ст.

Учтем, что атмосферное давление равно 760 мм рт. ст., а 1 мм рт. ст. = 133,3 Па. Подставим значения и получим:

P(газ) = (760 мм рт. ст. - 17,5 мм рт. ст.) * 133,3 Па/мм рт. ст. ≈ 99258,33 Па.

8. Для рассчета объема газа воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

V(газ) = (n(газ) * R * T) / P(газ),

где V(газ) - объем газа, n(газ) - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/(моль·К)), T - температура в Кельвинах, P(газ) - давление газа.

Так как объем раствора гидроксида натрия, который был поглощен газом, составляет 17,7 мл, а 1 мл = 0,001 л, получаем:

V(газ) = 0,0177 л.

Подставим остальные значения, получим:

0,0177 л = (n(газ) * 8,31 Дж/(моль·К) * T) / 99258,33 Па.

N(газ) - количество вещества газа, которое необходимо найти для рассчета объема газа.

Осталось только исключить переменную N(газ) из этого уравнения, подставив в него найденные значения.

А тему темы добавить нельзя, так как оно расположено в конце примера. Оно было пропущено в примере и стоит добавить его.