Учебное пособие: Графический метод решения химических задач
Ответ: массовая доля карбоната натрия равна 60,57%, массовая доля карбоната калия равна 39,43%.
Задача 2.
Смесь карбонатов калия и натрия массой 10 г растворили в воде и добавили избыток соляной кислоты. Выделившийся газ пропустили через трубку с пероксидом натрия. Образовавшегося кислорода хватило, чтобы сжечь 1,9 л водорода (н.у.). Напишите уравнения реакций и рассчитайте состав смеси.
Решение.
Составляем уравнения реакций:
| х г | y л |
| Na2 CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2 O + СО2 (1) | |
| 1моль | 1моль |
| 106г | 22,4л |
| (10-x)г | (1.9-y)л |
| K2 CO3 + 2HCl = 2KCl + H2 O + CO2 ^ (2) | |
| 1моль | 1моль |
| 138г | 22,4л |
| х л | 0,95л |
| 2Na2 O2 + 2CO2 = 2Na2 CO3 + O2 (3) | |
| 2моль | 1моль |
| 44,8л | 22,4л |
| 1,9л | хл |
| 2Н2 + О2 = 2Н2 О (4) | |
| 2моль | 1 моль |
| 44,8л | 22,4л |
Обозначим через х г массу карбоната натрия, а масса карбоната калия будет равна (10-х)г .
По уравнению (4) рассчитаем объем кислорода, образовавшегося в процессе реакции (3).
Для этого через х в уравнении обозначим объём кислорода и, исходя из объёма водорода, составим пропорцию и решим её относительно х:
1,9/44,8=х/22,4;
х=1,9•22,4/44,8;
х=0,95л (объём выделившегося кислорода).
Исходя из уравнения (3), рассчитаем объём углекислого газа, образовавшегося при обработке смеси карбонатов натрия и калия избытком соляной кислоты. Для этого составим пропорцию:
х/44,8=0,95/22,4;
х=0,95•44,8/22,4;
х=1,9л.
Через у л обозначим объём газа, выделившегося в процессе реакции (1), а через (1,9-у)л – объём газа, выделившегося в процессе реакции (2). Составим систему уравнений с двумя неизвестными:
х/106=у/22,4 (5)
(10-х)/138=(1,9-у)/22,4 (6)
Из уравнения (5) выражаем у через х и подставляем в уравнение (6):
у=22,4х/106
(10-х)/138=(1,9-22,4х/106)/22,44 (7).
Уравнение (7) решаем относительно х :
(1,9-22,4х/106)•138=22,4•(10-х);
262,2-29,16х=224-22,4х;
6,76х=38,2;
х=5,65г (масса карбоната натрия).
Масса карбоната калия находится как разность между массой смеси карбонатов натрия и калия и массой карбоната натрия:
10-5,65=4,35г (масса карбоната калия).
w(Na2 CO3 )=(5,65/10)•100%