Состав смеси солей натрия по массе осадка и объему газа
Навеску смеси сульфата натрия, нитрата натрия и карбоната натрия массой 56 г растворили в воде и обработали избыточным количеством раствора нитрата бария. В результате реакции образовался осадок массой 69,9 г. Если точно такое же количество смеси обработать избытком соляной кислоты, то выделяется газ объемом 2,24 л (н. у.). Вычислите массы компонентов в порции исходной смеси.
Дано
`m(смеси) = 56 text{ г}`
`m(осадка) = 69.9 text{ г}`
`V(газа) = 2.24 text{ л}`
Найти
`m(Na_2SO_4) = text{?}`
`m(NaNO_3) = text{?}`
`m(Na_2CO_3) = text{?}`
Решение
Запишем уравнения реакций с нитратом бария:
`Na_2SO_4 + Ba(NO_3)_2 = BaSO_4 text{↓} + 2NaNO_3`
`Na_2CO_3 + Ba(NO_3)_2 = BaCO_3 text{↓} + 2NaNO_3`
Запишем уравнение реакции с соляной кислотой:
`Na_2CO_3 + 2HCl = 2NaCl + CO_2 text{↑} + H_2O`
Найдём количество вещества `CO_2`:
`n(CO_2) = (V(CO_2))/V_m = 2.24/22.4 = 0.1 text{ моль}`
Согласно уравнению, количество `Na_2CO_3` равно количеству `CO_2`:
`n(Na_2CO_3) = n(CO_2) = 0.1 text{ моль}`
Найдём массу карбоната натрия:
`m(Na_2CO_3) = n(Na_2CO_3)*M(Na_2CO_3) = 0.1*106 = 10.6 text{ г}`
Количество вещества `BaCO_3`, выпавшего в осадок, равно количеству `Na_2CO_3`:
`n(BaCO_3) = n(Na_2CO_3) = 0.1 text{ моль}`
Найдём массу `BaCO_3`:
`m(BaCO_3) = n(BaCO_3)*M(BaCO_3) = 0.1*197 = 19.7 text{ г}`
Тогда масса `BaSO_4` в осадке:
`m(BaSO_4) = m(осадка) - m(BaCO_3) = 69.9 - 19.7 = 50.2 text{ г}`
Найдём количество вещества `BaSO_4`:
`n(BaSO_4) = (m(BaSO_4))/(M(BaSO_4)) = 50.2/233 = 0.2155 text{ моль}`
Согласно уравнению, количество `Na_2SO_4` равно количеству `BaSO_4`:
`n(Na_2SO_4) = n(BaSO_4) = 0.2155 text{ моль}`
Найдём массу сульфата натрия:
`m(Na_2SO_4) = n(Na_2SO_4)*M(Na_2SO_4) = 0.2155*142 = 30.6 text{ г}`
Масса нитрата натрия:
`m(NaNO_3) = m(смеси) - m(Na_2SO_4) - m(Na_2CO_3) = 56 - 30.6 - 10.6 = 14.8 text{ г}`
Ответ
`m(Na_2SO_4) = 30.6 text{ г}`
`m(NaNO_3) = 14.8 text{ г}`
`m(Na_2CO_3) = 10.6 text{ г}`