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.
