3. К 150 г раствора карбоната натрия добавляли раствор хлорида кальция до прекращения выделения осадка. Масса осадка составила 12,0 г. Вычислите массовую долю карбоната натрия в исходном растворе. В ответе запишите уравнение реакции, о которой идёт речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Дано:

• Масса раствора Na₂CO₃ = 150 г
• Масса осадка (CaCO₃) = 12.0 г
• Добавлен избыток CaCl₂

Найти:

• Массовую долю Na₂CO₃ в исходном растворе.

Решение:

1. Запишем уравнение реакции:

   \[ \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{CaCl}_2 \rightarrow \text{CaCO}_3 \downarrow + 2\text{NaCl} \]

2. Найдем молярную массу осадка (CaCO₃):

   \[ M_{\text{CaCO}_3} = 40 + 12 + 3 \times 16 = 40 + 12 + 48 = 100 \text{ г/моль} \]

3. Найдем количество вещества осадка (CaCO₃):

   \[ n_{\text{CaCO}_3} = \frac{m_{\text{CaCO}_3}}{M_{\text{CaCO}_3}} = \frac{12.0 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 0.12 \text{ моль} \]

4. По уравнению реакции, из 1 моль Na₂CO₃ образуется 1 моль CaCO₃.

   Следовательно, количество вещества карбоната натрия (Na₂CO₃) равно количеству вещества осадка:

   \[ n_{\text{Na}_2\text{CO}_3} = n_{\text{CaCO}_3} = 0.12 \text{ моль} \]

5. Найдем массу карбоната натрия (Na₂CO₃):

   Сначала найдем молярную массу Na₂CO₃:

   \[ M_{\text{Na}_2\text{CO}_3} = 2 \times 23 + 12 + 3 \times 16 = 46 + 12 + 48 = 106 \text{ г/моль} \]

   Теперь найдем массу:

   \[ m_{\text{Na}_2\text{CO}_3} = n_{\text{Na}_2\text{CO}_3} \times M_{\text{Na}_2\text{CO}_3} = 0.12 \text{ моль} \times 106 \text{ г/моль} = 12.72 \text{ г} \]

6. Вычислим массовую долю карбоната натрия в исходном растворе:

   \[ w_{\text{Na}_2\text{CO}_3} = \frac{m_{\text{Na}_2\text{CO}_3}}{m_{\text{раствора Na}_2\text{CO}_3}} \times 100\% = \frac{12.72 \text{ г}}{150 \text{ г}} \times 100\% \approx 8.48 \% \]

Ответ: 8.48 %