Какова массовая доля вещества в смеси, если смесь натрия и его оксида массой 20 г растворили в воде, при этом выделился газ объемом 8,96 л?

Химия 11 класс Химические реакции и расчеты по ним массовая доля вещества смесь натрия оксид натрия газ объемом 8,96 л химия расчет массовой доли растворение в воде Новый

Чтобы найти массовую долю вещества в смеси, нам нужно сначала определить, какой газ выделился и как он связан с реакцией натрия и его оксида с водой.

Шаг 1: Определение газа

Когда натрий (Na) реагирует с водой (H2O), он образует гидроксид натрия (NaOH) и выделяет водород (H2). Реакция выглядит следующим образом:

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑

В данном случае, газом, который выделился, является водород (H2).

Шаг 2: Расчет количества водорода

Теперь мы можем использовать объем выделившегося водорода, чтобы найти его количество в молях. Условия, при которых был получен газ, предполагают, что он находится при нормальных условиях (0 °C и 1 атм), где 1 моль газа занимает объем 22,4 л.

Используем формулу для расчета количества вещества:

n = V / Vm,

где:

• n - количество вещества в молях;
• V - объем газа (8,96 л);
• Vm - молярный объем газа (22,4 л/моль).

Подставляем значения:

n = 8,96 л / 22,4 л/моль ≈ 0,4 моль.

Шаг 3: Определение количества натрия в реакции

Согласно уравнению реакции, на 2 моль натрия выделяется 1 моль водорода. Следовательно, для 0,4 моль водорода потребуется:

n(Na) = 2 * n(H2) = 2 * 0,4 моль = 0,8 моль.

Шаг 4: Расчет массы натрия

Теперь мы можем найти массу натрия, зная его молярную массу (M(Na) ≈ 23 г/моль):

m(Na) = n(Na) * M(Na) = 0,8 моль * 23 г/моль = 18,4 г.

Шаг 5: Определение массы оксида натрия

Теперь мы знаем массу смеси натрия и его оксида, которая составляет 20 г. Поэтому масса оксида натрия будет:

m(оксид) = m(смеси) - m(Na) = 20 г - 18,4 г = 1,6 г.

Шаг 6: Расчет массовой доли натрия в смеси

Теперь мы можем найти массовую долю натрия в смеси:

массовая доля (Na) = (m(Na) / m(смеси)) * 100% = (18,4 г / 20 г) * 100% = 92%.

Итог

Таким образом, массовая доля натрия в смеси составляет 92%. Это означает, что в данной смеси натрия и его оксида натрия преобладает натрий.