К 150 г раствора карбоната натрия добавляли соляную кислоту до прекращения выделения газа. Всего выделилось 3,36 л газа (н. у.). Рассчитайте массовую долю карбоната натрия в исходном растворе.

Решение:

Запишем уравнение реакции:

\( Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow \)

Из уравнения видно, что 1 моль \( Na_2CO_3 \) образует 1 моль \( CO_2 \).

1. Найдем количество вещества углекислого газа (CO₂):

По условию задачи, объем газа \( V(CO_2) = 3,36 \) л (н. у.).

Молярный объем газов при нормальных условиях \( V_m = 22,4 \) л/моль.

\( n(CO_2) = \frac{V(CO_2)}{V_m} = \frac{3,36 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,15 \) моль.

2. Найдем количество вещества карбоната натрия (Na₂CO₃):

Поскольку \( n(Na_2CO_3) = n(CO_2) \), то \( n(Na_2CO_3) = 0,15 \) моль.

3. Найдем массу карбоната натрия (Na₂CO₃):

Молярная масса \( M(Na_2CO_3) = 2 \cdot 23 + 12 + 3 \cdot 16 = 46 + 12 + 48 = 106 \) г/моль.

\( m(Na_2CO_3) = n(Na_2CO_3) \cdot M(Na_2CO_3) = 0,15 \text{ моль} \cdot 106 \text{ г/моль} = 15,9 \) г.

4. Найдем массовую долю карбоната натрия в исходном растворе:

Масса раствора \( m_{\text{раствора}} = 150 \) г.

\( w(Na_2CO_3) = \frac{m(Na_2CO_3)}{m_{\text{раствора}}} \cdot 100\% = \frac{15,9 \text{ г}}{150 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,106 \cdot 100\% = 10,6 \% \)

Ответ: Массовая доля карбоната натрия в исходном растворе составляет 10,6%.