Номер 7, страница 152 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

7. Укажите массу раствора с массовой долей карбоната натрия 8,48 %, необходимо-го для полного осаждения катионов $Ca^{2+}$ из раствора массой 222 г, в котором массовая доля хлорида кальция составляет 0,10.

Дано:

$m_{\text{р-ра}}(CaCl_2) = 222$ г

$\omega(CaCl_2) = 0,10$

$\omega(Na_2CO_3) = 8,48 \% = 0,0848$

Найти:

$m_{\text{р-ра}}(Na_2CO_3)$ - ?

Решение:

1. Для полного осаждения катионов кальция $Ca^{2+}$ из раствора хлорида кальция необходимо провести реакцию с карбонатом натрия. Запишем уравнение химической реакции:

$CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaCl$

Из уравнения реакции следует, что хлорид кальция и карбонат натрия реагируют в мольном соотношении 1:1.

2. Рассчитаем массу чистого хлорида кальция ($CaCl_2$) в исходном растворе, используя формулу для массовой доли вещества:

$m(CaCl_2) = m_{\text{р-ра}}(CaCl_2) \cdot \omega(CaCl_2)$

$m(CaCl_2) = 222 \text{ г} \cdot 0,10 = 22,2 \text{ г}$

3. Определим количество вещества (число молей) хлорида кальция. Для этого вычислим его молярную массу:

$M(CaCl_2) = M(Ca) + 2 \cdot M(Cl) = 40 + 2 \cdot 35,5 = 111$ г/моль

Теперь найдем количество вещества:

$n(CaCl_2) = \frac{m(CaCl_2)}{M(CaCl_2)} = \frac{22,2 \text{ г}}{111 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

4. Согласно стехиометрии реакции, количество вещества карбоната натрия ($Na_2CO_3$), необходимое для реакции, равно количеству вещества хлорида кальция:

$n(Na_2CO_3) = n(CaCl_2) = 0,2 \text{ моль}$

5. Вычислим массу карбоната натрия, которая потребуется для реакции. Сначала найдем молярную массу $Na_2CO_3$:

$M(Na_2CO_3) = 2 \cdot M(Na) + M(C) + 3 \cdot M(O) = 2 \cdot 23 + 12 + 3 \cdot 16 = 106$ г/моль

Теперь рассчитаем массу $Na_2CO_3$:

$m(Na_2CO_3) = n(Na_2CO_3) \cdot M(Na_2CO_3) = 0,2 \text{ моль} \cdot 106 \text{ г/моль} = 21,2 \text{ г}$

6. Зная массу чистого вещества $Na_2CO_3$ и его массовую долю в растворе, найдем искомую массу раствора карбоната натрия:

$m_{\text{р-ра}}(Na_2CO_3) = \frac{m(Na_2CO_3)}{\omega(Na_2CO_3)}$

$m_{\text{р-ра}}(Na_2CO_3) = \frac{21,2 \text{ г}}{0,0848} = 250 \text{ г}$

Ответ: 250 г.