Смеси. Задача 4

Смесь ацетилена натрия и гидроксида натрия прокалили. Образовавшийся при прокаливании остаток был нейтрализован 388,9 мл 10%-ной соляной кислоты (ρ=1,22 г/мл), при этом образовалось 7,84 л газа (н.у). определите массовые доли компонентов смеси и объем образовавшегося метана.

Решение:

1. Напишем уравнения реакции, учитывая, что в исходной смеси может оказаться избыток гидроксида натрия:

CH₃COONa_(тв.) + NaOH _(тв.) → t   CH₄)↑ + Na₂CO₃     (1)

Na₂CO₃ +2HCl = 2NaCl + CO₂↑ + H₂O                         (2)

NaOH + HCl = NaCl + H₂O                                            (3)

2. Найдем количество вещества углекислого газа и хлороводорода

n(CO₂) = V(CO₂)/V_m = 7,84/22,4 = 0,35 моль

m_р—ра(HCl) = V_р—ра(HCl)⋅ ρ _р—ра(HCl) = 388,9 ⋅ 1,22= 474,5 г

m(HCl) = m_р—ра(HCl)⋅ ω_р—ра(HCl) = 474,5⋅0,1 = 47,45г

n_общ(HCl) = m(HCl)/M(HCl) = 47,45/36,5 = 1,3 моль

3. найдем количество вещества хлороводорода, прореагировавшего с карбонатом натрия по уравнению реакции (2):

n₁(HCl)/n(CO₂) = 2/1, следовательно, n₁(HCl) = 2 n(CO₂) = 0,35⋅2 = 0,7 моль

4. Тогда, количество вещества хлороводорода прореагировавшего с избытком гидроксида натрия по реакции (3) будет равно:

n₂(HCl) = n_общ(HCl) — n₁(HCl) = 1,3 – 0,7 = 0,6 моль

5. Вычислим количество вещества и массу избытка гидроксида натрия:

n₂(HCl) = n(NaOH) = 0,6 моль

m_изб(NaOH) = n(NaOH)⋅М(NaOH) = 0,6⋅40 = 24 г

6. Найдем количество вещества и массу гидроксида натрия, вступившего в реакцию (1). Для этого мы должны определить количество вещества карбоната натрия:

n(Na₂CO₃) = n(CO₂) = 0,35 моль

n(Na₂CO₃) = n_{прореаг.}(NaOH)=0,35 моль

m _{прореаг.}(NaOH) = n_{прореаг.}(NaOH)⋅M(NaOH) = 0,35⋅40 = 14 г

7. Найдем массу гидроксида натрия в исходной смеси:

m_общ(NaOH) = m_изб(NaOH) + m _{прореаг.}(NaOH) = 24+14 = 38 г

8. Вычислим количество вещества и массу ацетата натрия в исходной смеси:

n(CH₃COONa) = n(Na₂CO₃) = 0,35 моль

m(CH₃COONa) = n(CH₃COONa)⋅M(CH₃COONa) = 0,35⋅82=28,7 г

9. Найдем массу исходной смеси и рассчитаем массовые доли ацетата натрия и гидроксида натрия:

m(смеси) = m(CH₃COONa) + m_общ(NaOH) = 28,7+38 = 66,7 г

ω(CH₃COONa) = m(CH₃COONa)/ m(смеси) = 28,7/66,7 = 0,43 или 43%

ω(NaOH) = 100 – 43 = 57%

10. Вычислим количество вещества и объем образовавшегося метана:

n(CH₄) = n(Na₂CO₃) = 0,35 моль

V(CH₄) = n(CH₄)⋅Vm = 0,35⋅22,4 = 7,84 л

[/bg_collapse]