Сколько литров углекислого газа будет получено из 1130 г смеси Na2CO3, NaHCO3 и 2H2O при а) нагревании, б) воздействии

Для решения данной задачи нам необходимо рассмотреть оба случая: нагревание и воздействие избытком соляной кислоты. Давайте начнем с первого случая.

а) Нагревание.

1. Необходимо рассчитать количество углекислого газа, которое будет выделяться при нагревании 1130 г смеси Na2CO3, NaHCO3 и 2H2O.

2. Сначала определим количество вещества каждого компонента. Для этого воспользуемся химическими уравнениями реакций.

Известно, что Na2CO3 и NaHCO3 взаимодействуют с нагреванием и образуют углекислый газ:

$$\mathrm{Na}2\mathrm{CO}3\stackrel{\mathrm{н}\mathrm{а}\mathrm{г}\mathrm{р}\mathrm{е}\mathrm{в}}{\to }\mathrm{Na}2\mathrm{O}+\mathrm{CO}2$$
$$\mathrm{NaHCO}3\stackrel{\mathrm{н}\mathrm{а}\mathrm{г}\mathrm{р}\mathrm{е}\mathrm{в}}{\to }\mathrm{Na}2\mathrm{CO}3+\mathrm{CO}2+\mathrm{H}2\mathrm{O}$$

3. Рассмотрим массовые соотношения между веществами.

Молярная масса Na2CO3: $2\times 22.99+12.01+3\times 16.00=105.99$ г/моль
Молярная масса NaHCO3: $22.99+12.01+3\times 16.00=84.01$ г/моль
Молярная масса CO2: $12.01+2\times 16.00=44.01$ г/моль

4. Рассчитаем массу Na2CO3, NaHCO3 и CO2 в данной смеси:

Масса Na2CO3 = $\text{Extra close brace or missing open brace}$
Масса NaHCO3 = $\text{Extra close brace or missing open brace}$

5. Так как Na2CO3 и NaHCO3 образуют CO2, то масса CO2 будет равна сумме масс Na2CO3 и NaHCO3:

Масса CO2 = $105.99\times \frac{\text{масса Na2CO3}}{105.99+84.01+2\times 18.02}+84.01\times \frac{\text{масса NaHCO3}}{105.99+84.01+2\times 18.02}$

6. Теперь рассчитаем количество вещества (в молях) CO2, используя его массу и молярную массу:

Количество вещества CO2 = $\frac{\text{масса CO2}}{\text{молярная масса CO2}}$

7. Наконец, найдем количество углекислого газа в литрах. Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

$V=n\times V_{\text{молярный}}\times \frac{P}{RT}$

Где:
$V$ - объем углекислого газа в литрах,
$n$ - количество вещества CO2 в молях,
$V_{\text{молярный}}$ - молярный объем газа при нормальных условиях (22.4 л/моль),
$P$ - давление (стандартное атмосферное давление - 1 атм),
$R$ - универсальная газовая постоянная ($0.08206\frac{\text{атм}\cdot \text{л}}{\text{моль}\cdot \text{К}}$),
$T$ - температура (обычно принимается комнатная температура - 298 К).

Таким образом, в нашем случае:

$V=n\times 22.4\times \frac{1}{0.08206\times 298}$

8. Вычислим $V$ и получим конечный ответ.

б) Воздействие избытком соляной кислоты.

1. Теперь рассмотрим воздействие избытком соляной кислоты на смесь Na2CO3, NaHCO3 и 2H2O.

2. Известно, что реакция между соляной кислотой и содовыми соединениями приводит к образованию углекислого газа:

$$\mathrm{Na}2\mathrm{CO}3+2\mathrm{HCl}\to 2\mathrm{NaCl}+\mathrm{CO}2+\mathrm{H}2\mathrm{O}$$
$$2\mathrm{NaHCO}3+2\mathrm{HCl}\to 2\mathrm{NaCl}+2\mathrm{CO}2+2\mathrm{H}2\mathrm{O}$$

3. Рассмотрим массовые соотношения между веществами.

Молярная масса Na2CO3: $105.99$ г/моль
Молярная масса NaHCO3: $84.01$ г/моль
Молярная масса CO2: $44.01$ г/моль
Молярная масса HCl: $36.46$ г/моль

4. Рассчитаем количество вещества Na2CO3, NaHCO3, CO2 и HCl в данной смеси:

Количество вещества Na2CO3 = $\text{Extra close brace or missing open brace}$
Количество вещества NaHCO3 = $\text{Extra close brace or missing open brace}$
Количество вещества CO2 = $\text{Extra close brace or missing open brace}$
Количество вещества HCl = $\text{Extra close brace or missing open brace}$

5. После реакции все Na2CO3 и NaHCO3 должны полностью прореагировать, поэтому количество вещества CO2 будет равно сумме количества вещества Na2CO3 и NaHCO3:

Количество вещества CO2 = $105.99\times \frac{\text{масса Na2CO3}}{105.99+2\times 36.46+84.01+2\times 18.02}+84.01\times \frac{\text{масса NaHCO3}}{105.99+2\times 36.46+84.01+2\times 18.02}$

6. Теперь рассчитаем количество вещества CO2 в молях:

Количество вещества CO2 = $\frac{\text{масса CO2}}{\text{молярная масса CO2}}$

7. Наконец, найдем количество углекислого газа в литрах, используя уравнение состояния идеального газа:

$V=n\times V_{\text{молярный}}\times \frac{P}{RT}$

Таким образом, в нашем случае:

$V=n\times 22.4\times \frac{1}{0.08206\times 298}$

8. Вычислим $V$ и получим конечный ответ.

Надеюсь, эти пошаговые решения помогут вам понять, как решить данную задачу.