22. После пропускания 2,24 л (н. у.) хлора через избыток раствора гидроксида натрия получили 186 г раствора, содержащего хлорид и гипохлорит натрия. Вычислите массовую долю гипохлорита натрия в полученном растворе. В ответе запишите уравнение реакции, о которой идёт речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Краткое пояснение:

В данной задаче необходимо рассчитать массовую долю гипохлорита натрия. Для этого сначала запишем уравнение реакции, где хлор реагирует с гидроксидом натрия, образуя хлорид натрия и гипохлорит натрия. Затем, зная объём хлора, найдём его количество вещества, определим количество вещества гипохлорита натрия, его массу, и, наконец, рассчитаем массовую долю.

Пошаговое решение:

1. Шаг 1: Записываем уравнение реакции.
   При пропускании хлора через избыток раствора гидроксида натрия (NaOH) при комнатной температуре происходят следующие реакции:
   Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O (если температура низкая или комнатная)
   или
   3Cl₂ + 6NaOH → 5NaCl + NaClO₃ + 3H₂O (если температура высокая).
   Так как в условии не указана температура, а упоминается образование гипохлорита натрия (NaClO), будем использовать первое уравнение.
2. Шаг 2: Находим количество вещества хлора (Cl₂).
   Объём хлора V(Cl₂) = 2,24 л (при нормальных условиях, н. у.).
   Молярный объём газов при н. у. Vm = 22,4 л/моль.
   Количество вещества хлора n(Cl₂) = V(Cl₂) / Vm = 2,24 л / 22,4 л/моль = 0,1 моль.
3. Шаг 3: Определяем количество вещества гипохлорита натрия (NaClO).
   Согласно уравнению реакции: 1 моль Cl₂ образует 1 моль NaClO.
   Следовательно, из 0,1 моль Cl₂ образуется 0,1 моль NaClO.
   n(NaClO) = 0,1 моль.
4. Шаг 4: Находим массу гипохлорита натрия (NaClO).
   Молярная масса NaClO: M(NaClO) = M(Na) + M(Cl) + M(O) = 23 г/моль + 35,5 г/моль + 16 г/моль = 74,5 г/моль.
   Масса NaClO: m(NaClO) = n(NaClO) × M(NaClO) = 0,1 моль × 74,5 г/моль = 7,45 г.
5. Шаг 5: Рассчитываем массовую долю гипохлорита натрия (NaClO).
   Масса раствора m(раствора) = 186 г.
   Массовая доля NaClO: w(NaClO) = m(NaClO) / m(раствора) × 100%.
   w(NaClO) = 7,45 г / 186 г × 100% ≈ 4 %.

Ответ: Уравнение реакции: Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O. Массовая доля гипохлорита натрия в полученном растворе составляет примерно 4%.