Массовая доля растворенного вещества рассчитывается по формуле: \( w = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}} \).
Если растворы нагрели, а вода не испарялась, то массовая доля вещества будет уменьшаться, если вещество будет реагировать с водой или разлагаться с образованием газообразных продуктов, которые будут улетучиваться (даже если вода не испаряется). В данном случае, если вещество реагирует с водой, но не образует газов, то массовая доля может как увеличиться (если образуется новая, более тяжелая соль), так и уменьшиться (если реакция идет с выделением теплоты и частичным испарением воды, или если образуется менее концентрированный раствор). Если же вещество реагирует с образованием газов, то масса раствора уменьшается, а значит, массовая доля растворенного вещества (первоначального) уменьшается.
Однако, если учесть, что при нагревании растворов, некоторые вещества могут разлагаться или реагировать с водой с выделением газов. Рассмотрим внимательно варианты:
Наиболее вероятный сценарий, где массовая доля уменьшается, это если растворенное вещество будет реагировать с образованием летучих продуктов. Из предложенных вариантов, CO₂ может взаимодействовать с водой, и при нагревании, возможно, равновесие сместится в сторону образования газов, хотя это и не самый явный пример.
Рассмотрим другие варианты. Если нагревать раствор NaOH, то вода будет испаряться, и массовая доля NaOH будет увеличиваться. Для KNO₃ и HCl, если вода не испаряется, массовая доля не изменится, если нет реакции.
Единственный случай, где массовая доля может уменьшиться без испарения воды — это если растворенное вещество будет реагировать с водой с образованием газообразных продуктов. Из предложенных веществ, CO₂ растворяется в воде и образует угольную кислоту: \( CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 \). При нагревании равновесие может смещаться в сторону образования CO₂ и воды, т.е. CO₂ будет выделяться из раствора в виде газа. Аналогично, H₂S растворяется в воде, образуя сероводородную кислоту: \( H_2S + H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + HS^- \). Но H₂S также может улетучиваться из раствора.
Рассмотрим вариант 3: CO₂ и H₂S. Оба газа растворяются в воде. При нагревании, растворимость газов в воде уменьшается, поэтому они будут выделяться из раствора в виде газов. Таким образом, масса растворенного вещества (CO₂ и H₂S) будет уменьшаться, а значит, и массовая доля.
Ответ: 3) СО₂ и H₂S;