146 г раствора соляной кислоты смешали с избытком карбоната натрия. При этом выделилось 3,36 л газа (при н.у.). Вычислите массовую долю кислоты в исходном растворе. В ответе…

Данная задача связана с химической реакцией между раствором соляной кислоты и карбонатом натрия. В ходе реакции выделяется газ — углекислый газ (CO₂). Рассмотрим решение поэтапно.

1. Запишем уравнение реакции:

При реакции соли с карбонатом натрия (Na₂CO₃) с кислотой (HCl) происходит нейтрализация, и выделяетсяCo₂ и образуются соли. Реакция выглядит так:

\[ 2 \mathrm{HCl} + \mathrm{Na_2CO_3} \to 2 \mathrm{NaCl} + \mathrm{H_2O} + \mathrm{CO_2} \]

2. Определим количество газа (CO₂):

Дано, что выделилось 3,36 л газа при н.у.

Объем газа при н.у. (нормальные условия) — это условия, при которых 1 моль газа занимает 22,4 л.

Найдем число молей CO₂:

\[ n_{\mathrm{CO}_2} = \frac{V}{V_m} = \frac{3,36\, \text{л}}{22,4\, \text{л/моль}} = 0,15\, \text{моль} \]

3. Определим количество кислоты (HCl), которое прореагировало:

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль CO₂ приходится 2 моль HCl. Следовательно,

\[ n_{\mathrm{HCl}} = 2 \times n_{\mathrm{CO}_2} = 2 \times 0,15\, \text{моль} = 0,30\, \text{моль} \]

4. Найдем массовую долю кислоты в растворе:

Молярная масса HCl (г/моль):

\[ M_{\mathrm{HCl}} = 1 + 35,5 + 35,5 = 36,5\, \text{г/моль} \]

Масса кислоты в растворе:

\[ m_{\mathrm{HCl}} = n_{\mathrm{HCl}} \times M_{\mathrm{HCl}} = 0,30 \times 36,5\, \text{г} = 10,95\, \text{г} \]

Пусть \( m_{\text{раствора}} \) — масса всего раствора. Тогда искомая массовая доля кислоты:

\[ w = \frac{m_{\mathrm{HCl}}}{m_{\text{раствора}}} \times 100\% \]

Так как в условии не указана масса раствора, предполагается, что исходный раствор был полностью прореагировавшим с карбонатом с избытком кислоты. Часто в таких задачах масса исходного раствора либо не важна, либо задается как известная величина.

Если предположить, что вся кислота содержится в растворе, и масса раствора обозначена как \( m \), тогда:

Ответ:
Массовая доля кислоты в растворе равна:

\[ \boxed{ w = \frac{10,95\, \text{г}}{m} \times 100\% } \]

Или, если масса раствора не дана, то можно выразить только массу кислоты, которая участвовала в реакции, и массовую долю в зависимости от общей массы.

Если есть дополнительные сведения о массе раствора, можно подставить её и найти точочное значение.

Итог:

• Уравнение реакции:

\[ 2 \mathrm{HCl} + \mathrm{Na_2CO_3} \to 2 \mathrm{NaCl} + \mathrm{H_2O} + \mathrm{CO_2} \]

• Число молей CO₂: 0,15 моль
• Газыобразованный кислоты: 0,30 моль
• Масса кислоты: 10,95 г
• Массовая доля кислоты (зависит от общей массы раствора).