Смесь натрия и оксида натрия с массовой долей оксида натрия растворили в воде. При этом выделилось 4,48 л (н.у.) газа и образовался раствор с массовой долей растворенного вещества 10%. К полученному раствору добавили 50 г медного купороса (CuS04 • 5Н2О). Определите массовую долю щелочи в полученном растворе.
1. Начнем с растворения смеси натрия (Na) и оксида натрия (Na2O) в воде. Поскольку мы знаем объем выделившегося газа (4,48 л), это дает нам информацию о количестве газообразного вещества (Объем газа в условиях нормальных условиях примерно равен количеству вещества).
2. Используя общее газовое уравнение состояния PV = nRT, где P - давление, V - объем газа, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная и T - температура, мы можем найти количество вещества, выделившегося при растворении смеси натрия и оксида натрия.
В данном случае мы знаем, что объем газа (V) равен 4,48 л (н.у.), а условия нормальные (н.у.), поэтому давление (P) можно считать равным 1 атмосфере и температуру можно считать равной 273 К (0° C).
Используя значение универсальной газовой постоянной R = 0.0821 л•атм/(моль•К), мы можем найти количество вещества (n) следующим образом:
n = PV / RT
n = (1 атм) * (4,48 л) / (0.0821 л•атм/(моль•К) * 273 К)
n = 0,217 моль
Значит, у нас получилось 0,217 моль газообразного вещества.
3. У нас также есть информация о массовой доле растворенного вещества в полученном растворе. Массовая доля обычно выражается в процентах и определяется как отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора, умноженное на 100%.
В нашем случае массовая доля составляет 10%. Это означает, что 10 г раствора содержат 1 г растворенного вещества. Теперь мы можем использовать эту информацию, чтобы найти массу растворенного вещества в полученном растворе.
Пусть х - масса растворенного вещества (оксида натрия) в граммах.
Тогда масса раствора составит 10х г.
Мы также знаем, что суммарная масса воды равна массе раствора минус масса растворенного вещества. Таким образом, масса воды в растворе составит 10х - х = 9х г.
4. Затем в полученный раствор добавили 50 г медного купороса (CuSO4 • 5H2O). Нам нужно определить массовую долю щелочи (растворенного натрия) в итоговом растворе.
Чтобы это сделать, мы должны сначала найти массу раствора после добавления медного купороса. Масса итогового раствора будет равна сумме массы раствора до добавления медного купороса и массы медного купороса.
Масса итогового раствора = масса раствора до добавления медного купороса + масса медного купороса
Масса итогового раствора = 10х г + 50 г
Теперь мы можем найти массовую долю щелочи:
Массовая доля щелочи = (масса растворенного натрия / масса итогового раствора) * 100%
Массовая доля щелочи = (х г / (10х г + 50 г)) * 100%
Таким образом, мы можем рассчитать массовую долю щелочи в полученном растворе, подставив соответствующие значения и решив математическое выражение.