Чтобы решить задачу, начнём с того, что необходимо уяснить, какие реакции происходят. У нас есть углекислый газ (\( \text{CO}_2 \)) и гидроксид натрия (\( \text{NaOH} \)), при взаимодействии которых образуются карбонат натрия (\( \text{Na}_2\text{CO}_3 \)) и вода (\( \text{H}_2\text{O} \)). Уравнение данной реакции можно записать следующим образом:
\[ 2 \, \text{NaOH} + \text{CO}_2 \rightarrow \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{H}_2\text{O} \]
Теперь, чтобы рассчитать, сколько веществ карбоната натрия образуется из 4 г гидроксида натрия, нужно выполнить следующие шаги:
Шаг 1: Найти количество вещества гидроксида натрия
Сначала найдем молекулярную массу гидроксида натрия (\( \text{NaOH} \)):
- Натрий (\( \text{Na} \)) = 23 г/моль
- Кислород (\( \text{O} \)) = 16 г/моль
- Водород (\( \text{H} \)) = 1 г/моль
Суммируем: \[ \text{M}(\text{NaOH}) = 23 + 16 + 1 = 40 \, \text{г/моль} \]
Теперь находим количество вещества гидроксида натрия в 4 г: \[ n_{\text{NaOH}} = \frac{m}{M} = \frac{4 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} = 0.1 \, \text{моль} \]
Шаг 2: Использовать стехиометрию реакции
Согласно уравнению реакции, 2 моль гидроксида натрия (\( \text{NaOH} \)) реагируют с 1 моль углекислого газа (\( \text{CO}_2 \)) и образуют 1 моль карбоната натрия (\( \text{Na}_2\text{CO}_3 \)).
Следовательно, 0.1 моль \( \text{NaOH} \) поможет нам найти количество образовавшегося \( \text{Na}_2\text{CO}_3 \): \[ \text{По уравнению: } 2 \, \text{моль NaOH} \rightarrow 1 \, \text{моль Na}_2\text{CO}_3 \] Итак, из 0.1 моль \( \text{NaOH} \) получится: \[ \frac{0.1 \, \text{моль NaOH}}{2} = 0.05 \, \text{моль Na}_2\text{CO}_3 \]
Шаг 3: Найти массу карбоната натрия
Теперь, чтобы узнать массу образовавшегося карбоната натрия (\( \text{Na}_2\text{CO}_3 \)), найдём его молекулярную массу:
- 2 Натрия = 2 × 23 = 46 г
- Углерод = 12 г
- 3 Кислорода = 3 × 16 = 48 г
Суммируем: \[ \text{M}(\text{Na}_2\text{CO}_3) = 46 + 12 + 48 = 106 \, \text{г/моль} \]
Теперь рассчитываем массу: \[ m_{\text{Na}_2\text{CO}_3 = n \cdot M = 0.05 \, \text{моль} \cdot 106 \, \text{г/моль} = 5.3 \, \text{г} \]
Ответ
Таким образом, из 4 г гидроксида натрия образуется 5.3 г карбоната натрия.