К 50 мл раствора карбоната натрия с концентрацией 2моль/л и плосностью 1.22г/мл медленно добавили 45.5 мл 8%-ного раствора сульфата меди с плотностью 1.10 г/мл. Выпавший осадок отфильтрован. Вычислите массовые доли соединений, содержащихся в полученном фильтрате. ответ: 6,12% Na2CO3; 1,94% NaHCO3; 3,28% Na2SO4
Объясните

Чтобы решить эту задачу, мы должны сначала рассчитать количество вещества (в молях), содержащееся в каждом растворе, а затем использовать эти значения, чтобы определить массовые доли.

1. Рассчитаем количество вещества карбоната натрия в 50 мл раствора. Для этого воспользуемся формулой:

количество вещества = объем раствора x концентрация

Объем раствора = 50 мл = 0.05 л
Концентрация = 2 моль/л

количество вещества = 0.05 л x 2 моль/л = 0.1 моль

Таким образом, в 50 мл раствора карбоната натрия содержится 0.1 моль карбоната натрия.

2. Рассчитаем количество вещества сульфата меди в 45.5 мл раствора. Для этого также воспользуемся формулой:

количество вещества = объем раствора x концентрация

Объем раствора = 45.5 мл = 0.0455 л
Концентрация = 8%

Здесь необходимо обратить внимание на то, что концентрация дана в процентах. Для вычисления концентрации в молях/литр нужно произвести несколько дополнительных расчетов.

Сначала найдем количество вещества в г/л:

количество вещества в г/л = концентрация x плотность

количество вещества в г/л = 8 / 100 x 1.10 г/мл = 0.088 г/мл

Теперь переведем граммы в моль:

моль = граммы / молярная масса

Молярная масса сульфата меди (CuSO4) = 63.55 г/моль + 32.07 г/моль + 4 x 16.00 г/моль = 159.61 г/моль

количество вещества = (0.088 г/мл x 1000 мл/л) / 159.61 г/моль = 0.5512 моль

Таким образом, в 45.5 мл раствора сульфата меди содержится 0.5512 моль сульфата меди.

3. Теперь, когда мы знаем количество вещества, содержащееся в каждом растворе, мы можем перейти к вычислению массовых долей. Для этого найдем массу каждого соединения:

масса = количество вещества x молярная масса

Молярная масса карбоната натрия (Na2CO3) = 2 x (22.99 г/моль) + 12.01 г/моль + 3 x 16.00 г/моль = 105.99 г/моль

масса Na2CO3 = 0.1 моль x 105.99 г/моль = 10.599 г

Масса NaHCO3 = 0.1 моль x (22.99 г/моль + 1.01 г/моль + 3 x 16.00 г/моль) = 8.399 г

Масса Na2SO4 = 0.5512 моль x (2 x 22.99 г/моль + 32.07 г/моль + 4 x 16.00 г/моль) = 78.292 г

4. Окончательно, чтобы определить массовые доли, мы должны поделить массу каждого соединения на общую массу фильтрата (содержимое после осаждения карбоната натрия и сульфата меди):

Общая масса = масса Na2CO3 + масса NaHCO3 + масса Na2SO4

Общая масса = 10.599 г + 8.399 г + 78.292 г = 97.29 г

Массовая доля Na2CO3 = (масса Na2CO3 / общая масса) x 100%

Массовая доля Na2CO3 = (10.599 г / 97.29 г) x 100% = 10.9%

Массовая доля NaHCO3 = (масса NaHCO3 / общая масса) x 100%

Массовая доля NaHCO3 = (8.399 г / 97.29 г) x 100% = 8.6%

Массовая доля Na2SO4 = (масса Na2SO4 / общая масса) x 100%

Массовая доля Na2SO4 = (78.292 г / 97.29 г) x 100% = 80.5%

Тем самым, массовые доли соединений, содержащихся в фильтрате, составляют 10.9% Na2CO3, 8.6% NaHCO3 и 80.5% Na2SO4.