При взаимодействии 100 г смеси содержащей сульфат и карбонат натрия с избытком раствора соляной кислоты, выделилось 11,2 л газа. Массовая доля сульфата в исходной смеси (%)
A) 23
B) 12
C) 53
D) 56
E) 47
В данной задаче необходимо определить, какая часть 100 г смеси составляет сульфат натрия, если известно, что при взаимодействии смеси с избытком соляной кислоты выделилось 11,2 л газа.
Рассмотрим химическую реакцию:
– Известно, что только карбонат натрия (Na₂CO₃) реагирует с HCl с образованием CO₂:
Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂
При этом сульфат натрия (Na₂SO₄) в реакции с HCl газ не выделяет.
Так как выделившийся газ – это CO₂, его количество полностью соответствует количеству реагировавшего Na₂CO₃.
-
При стандартных условиях (0 °C, 1 атм) 1 моль любого газа занимает 22,4 л. Получаем, что:
n(CO₂) = 11,2 л / 22,4 л/моль = 0,5 моль. -
По стехиометрии реакции 1 моль Na₂CO₃ даёт 1 моль CO₂, следовательно, реактировало 0,5 моль Na₂CO₃.
-
Рассчитаем массу Na₂CO₃:
Молярная масса Na₂CO₃ = 2·23 + 12 + 3·16 = 46 + 12 + 48 = 106 г/моль.
Масса Na₂CO₃ = 0,5 моль × 106 г/моль = 53 г. -
Из условия смеси, состоящей из 100 г, масса сульфата натрия:
100 г – 53 г = 47 г.
Таким образом, массовая доля сульфата в исходной смеси:
(47 г / 100 г) × 100% = 47%.
Правильный ответ – вариант E) 47.