Через раствор, содержащий 60 г гидроксида натрия, пропущен углекислый газ, полученный при действии избытка соляной кислоты на 200 г карбоната кальция. Определите состав и массу полученной соли.

Решение.

Определяем количества вещества веществ, указанных в условии задачи:

n(NaOH) = m : M = 60 г : 40 г/моль = 1,5 моль

n(CaCO₃) = m : M = 200 г : 100 г/моль = 2 моль

Записываем уравнение реакции, в которой был получен углекислый газ, и по количеству вещества СаСО₃ определяем, сколько моль газа выделилось:

2 моль 2 моль

CaCO₃ + 2HCl -> CaCl₂ + H₂O + CO₂

Таким образом, для второй реакции у нас имеется 2 моль углекислого газа и 1,5 моль гидроксида натрия. Так как СО₂ – ангидрид двухосновной угольной кислоты Н2СО3, то при его взаимодействии с щелочами могут образоваться как средние, так и кислые соли:

NaOH + CO₂ -> NaHCO₃

2NaOH + CO₂ -> Na2CO₃ + H₂O

Теперь нужно определиться, по какому из двух уравнений реакций нам вести расчет. Для образования средней соли щелочи должно быть вдвое больше, чем газа. У нас же наоборот, газа больше, чем щелочи. Следовательно, реакция пойдет по первому уравнению, с образованием кислой соли, причем СО₂ окажется в избытке (0,5 моль):

1,5 моль 1,5 моль 1,5 моль

NaOH + CO₂ -> NaHCO₃

m(NaHCO₃) = M · n = 84 г/моль · 1,5 моль = 126 г.