Сколько газа выделяется при нагревании гидрокарбоната натрия массой 1,5 кг и при добавлении избыточного количества

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать химическое уравнение реакции между гидрокарбонатом натрия и кислотой, чтобы определить количество газа, выделяющегося при нагревании.

Химическое уравнение реакции выглядит следующим образом:

\[2NaHCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O + 2CO_2\]

Из уравнения видно, что на каждые две молекулы гидрокарбоната натрия и одну молекулу серной кислоты образуется две молекулы воды, две молекулы диоксида углерода и одна молекула сульфата натрия.

Первым шагом определим молярную массу гидрокарбоната натрия. Молярная масса NaHCO3 равна сумме атомных масс натрия (Na), водорода (H), углерода (C) и кислорода (O):

\[Na = 23\,g/mol, H = 1\,g/mol, C = 12\,g/mol, O = 16\,g/mol\]

\[Molar\,mass\,of\,NaHCO_3 = 23 + 1 + (12 + 3 \times 16) = 84\,g/mol\]

Далее, нам необходимо определить количество вещества, выраженное в молях, гидрокарбоната натрия. Для этого разделим массу гидрокарбоната натрия на его молярную массу:

\[Number\,of\,moles\,of\,NaHCO_3 = \frac{Mass\,of\,NaHCO_3}{Molar\,mass\,of\,NaHCO_3} = \frac{1500\,g}{84\,g/mol} ≈ 17.86\,mol\]

Так как в задаче сказано, что мы добавили избыточное количество кислоты, то гидрокарбонат натрия будет полностью реагировать и не останется в конечной смеси.

Теперь мы можем установить связь между количеством гидрокарбоната натрия и количеством газа диоксида углерода, который выделяется при реакции. Из уравнения реакции видно, что на каждые две молекулы гидрокарбоната натрия образуется две молекулы диоксида углерода. Таким образом, количество газа диоксида углерода будет вдвое больше количества гидрокарбоната натрия.

\[Number\,of\,moles\,of\,CO_2 = 2 \times Number\,of\,moles\,of\,NaHCO_3 = 2 \times 17.86\,mol = 35.72\,mol\]

Наконец, чтобы определить массу газа диоксида углерода, умножим количество молей на его молярную массу:

\[Mass\,of\,CO_2 = Number\,of\,moles\,of\,CO_2 \times Molar\,mass\,of\,CO_2\]

Молярная масса \(CO_2\) равна сумме атомных масс углерода и кислорода:

\[C = 12\,g/mol, O = 16\,g/mol\]

\[Molar\,mass\,of\,CO_2 = 12 + 2 \times 16 = 44\,g/mol\]

\[Mass\,of\,CO_2 = 35.72\,mol \times 44\,g/mol ≈ 1574.88\,g\]

Следовательно, при нагревании 1,5 кг гидрокарбоната натрия и добавлении избыточного количества кислоты, выделяется примерно 1574.88 г газа диоксида углерода.