Какой объем газа выделится при смешивании 31,8 г карбоната натрия и 250 мл 10%-ного раствора хлорида алюминия, если плотность раствора составляет 1,068 г/мл?

Химия 11 класс Реакции между веществами Объём газа карбонат натрия хлорид алюминия плотность раствора химическая реакция молярная масса газовые законы растворы химические реакции Новый

Для решения этой задачи нам нужно определить, какие реакции происходят при смешивании карбоната натрия (Na2CO3) и раствора хлорида алюминия (AlCl3), а затем вычислить объем газа, который выделится в результате реакции.

Шаг 1: Определение реакций

Карбонат натрия реагирует с хлоридом алюминия, в результате чего образуется гидроксид алюминия и натрий хлорид. Реакция выглядит следующим образом:

Na2CO3 + AlCl3 → Al(OH)3 + NaCl + CO2

В процессе данной реакции выделяется углекислый газ (CO2).

Шаг 2: Вычисление количества вещества карбоната натрия

Сначала найдем количество вещества (моль) карбоната натрия:

• Молярная масса Na2CO3 = 2*Na + C + 3*O = 2*23 + 12 + 3*16 = 46 + 12 + 48 = 106 г/моль
• Количество вещества Na2CO3 = масса / молярная масса = 31,8 г / 106 г/моль ≈ 0,299 моль

Шаг 3: Вычисление количества вещества хлорида алюминия

Теперь найдем количество вещества хлорида алюминия в 10%-ном растворе:

• 10%-ный раствор означает, что в 100 мл раствора содержится 10 г AlCl3.
• Объем раствора = 250 мл, следовательно, масса AlCl3 в растворе = (10 г/100 мл) * 250 мл = 25 г.
• Молярная масса AlCl3 = Al + 3*Cl = 27 + 3*35,5 = 27 + 106,5 = 133,5 г/моль.
• Количество вещества AlCl3 = 25 г / 133,5 г/моль ≈ 0,187 моль.

Шаг 4: Определение лимитирующего реагента

По уравнению реакции видно, что на 1 моль Na2CO3 требуется 1 моль AlCl3. Сравним количество веществ:

• Na2CO3: 0,299 моль
• AlCl3: 0,187 моль

Таким образом, хлорид алюминия является лимитирующим реагентом.

Шаг 5: Расчет количества выделившегося газа

Из уравнения реакции видно, что 1 моль AlCl3 выделяет 1 моль CO2. Следовательно, количество выделившегося углекислого газа будет равно количеству AlCl3:

• Количество CO2 = 0,187 моль.

Шаг 6: Вычисление объема газа при нормальных условиях

При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Таким образом, объем выделившегося CO2:

• Объем CO2 = 0,187 моль * 22,4 л/моль ≈ 4,19 л.

Ответ: При смешивании 31,8 г карбоната натрия и 250 мл 10%-ного раствора хлорида алюминия выделится примерно 4,19 литра углекислого газа.