Массовые доли солей в исходной смеси
Порцию смеси карбоната, хлорида и нитрата натрия массой 12,74 г обработали избытком соляной кислоты. В результате реакции образовался газ, его объем составил 1,12 л (н. у.). Точно такое же количество смеси растворили в воде и добавили избыточное количество нитрата серебра, в результате чего образовался осадок массой 19,54 г. Вычислите массовые доли солей в исходной смеси.
Дано
`m(смеси) = 12.74 text{ г}`
`V(газа) = 1.12 text{ л}`
`m(осадка) = 19.54 text{ г}`
Найти
`ω(Na_2CO_3) = text{?}`
`ω(NaCl) = text{?}`
`ω(NaNO_3) = text{?}`
Решение
С соляной кислотой реагирует только карбонат натрия:
`Na_2CO_3 + 2HCl = 2NaCl + CO_2 text{↑} + H_2O`
Найдём количество вещества углекислого газа:
`n(CO_2) = (V(CO_2))/V_m = 1.12/22.4 = 0.05 text{ моль}`
Согласно уравнению, количество вещества карбоната натрия равно количеству углекислого газа:
`n(Na_2CO_3) = n(CO_2) = 0.05 text{ моль}`
Найдём массу карбоната натрия:
`m(Na_2CO_3) = n(Na_2CO_3)*M(Na_2CO_3) = 0.05*106 = 5.3 text{ г}`
С нитратом серебра реагируют хлорид натрия и карбонат натрия:
`NaCl + AgNO_3 = AgCl text{↓} + NaNO_3`
`Na_2CO_3 + 2AgNO_3 = Ag_2CO_3 text{↓} + 2NaNO_3`
Количество вещества карбоната серебра равно количеству вещества карбоната натрия:
`n(Ag_2CO_3) = n(Na_2CO_3) = 0.05 text{ моль}`
Найдем массу карбоната серебра:
`m(Ag_2CO_3) = n(Ag_2CO_3)*M(Ag_2CO_3) = 0.05*276 = 13.8 text{ г}`
Вычислим массу хлорида серебра:
`m(AgCl) = m(осадка) - m(Ag_2CO_3) = 19.54 - 13.8 = 5.74 text{ г}`
Найдём количество вещества хлорида серебра:
`n(AgCl) = (m(AgCl))/(M(AgCl)) = 5.74/143.5 = 0.04 text{ моль}`
По уравнению реакции количество вещества хлорида натрия равно количеству вещества хлорида серебра:
`n(NaCl) = n(AgCl) = 5.74/143.5 = 0.04 text{ моль}`
Найдем массу хлорида натрия:
`m(NaCl) = n(NaCl)*M(NaCl) = 0.04*58.5 = 2.34 text{ г}`
Рассчитаем массу нитрата натрия:
`m(NaNO_3) = m(смеси) - m(Na_2CO_3) - m(NaCl) = 12.74 - 5.3 - 2.34 = 5.1 text{ г}`
Вычислим массовые доли солей:
`ω(Na_2CO_3) = (100*m(Na_2CO_3))/(m(смеси)) = (100*5.3)/12.74 = 41.6%`
`ω(NaCl) = (100*m(NaCl))/(m(смеси)) = (100*2.34)/12.74 = 18.37%`
`ω(NaNO_3) = (100*m(NaNO_3))/(m(смеси)) = (100*5.1)/12.74 = 40.03%`
Ответ
`ω(Na_2CO_3) = 41.6%`
`ω(NaCl) = 18.37%`
`ω(NaNO_3) = 40.03%`