Для решения данной задачи, давайте разберёмся с реакцией между раствором соляной кислоты (HCl) и карбонатом натрия (Na2CO3).
Шаг 1: Написание уравнения реакции
Карбонат натрия реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида натрия, углекислого газа и воды. Уравнение реакции выглядит следующим образом:
[
2 , \text{HCl} + \text{Na}_2\text{CO}_3 \rightarrow 2 , \text{NaCl} + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}
]
Шаг 2: Определение объёмов газа
По условию задачи мы получили 3,36 л углекислого газа (CO2) при нормальных условиях (н.у.). При н.у. 1 моль газа занимает 22,4 л. Следовательно, можем найти количество молей углекислого газа:
[
n_{\text{CO}2} = \frac{V}{V{моль}} = \frac{3,36 , \text{л}}{22,4 , \text{л/моль}} = 0,15 , \text{моля}
]
Шаг 3: Находим количество молей HCl
Согласно уравнению реакции, чтобы получить 1 моль CO2, нам нужно 2 моль HCl. Следовательно, для 0,15 молей CO2 нам потребуется:
[
n_{\text{HCl}} = 2 \times n_{\text{CO}_2} = 2 \times 0,15 , \text{моля} = 0,30 , \text{моля}
]
Шаг 4: Определение массы HCl
Молярная масса HCl приблизительно равна 36,5 г/моль. Так, масса у нас составит:
[
m_{\text{HCl}} = n_{\text{HCl}} \times M_{\text{HCl}} = 0,30 , \text{моля} \times 36,5 , \text{г/моль} = 10,95 , \text{г}
]
Шаг 5: Определение массовой доли HCl в растворе
Для определения массовой доли HCl в растворе, нам необходимо знать общую массу раствора, которая дана в условии задачи:
[
m_{\text{раствора}} = 146 , \text{г}
]
Теперь вычислим массовую долю HCl в растворе:
[
\omega_{\text{HCl}} = \frac{m_{\text{HCl}}}{m_{\text{раствора}}} \times 100% = \frac{10,95 , \text{г}}{146 , \text{г}} \times 100% \approx 7,51%
]
Ответ
Массовая доля соляной кислоты в исходном растворе составляет приблизительно 7,51%.
