Электролиз 10%-ного раствора нитрата кальция массой 328 г проводили до тех пор, пока не выделилось 56 л (н.у.) газа на
аноде. К образовавшему раствору прилили насыщенный при
некоторой температуре раствор, полученный при растворе-
нии 114,4 г кристаллической соды (Na2CO3 10H2O) в воде.
В результате массовая доля карбоната натрия уменьшилась в
в 2,7 раза. Определите растворимость безводного карбоната
натрия на 100 г воды.

Давайте разобьем этот вопрос на несколько шагов для более легкого понимания и поиска ответа.

Шаг 1: Расчет количества вещества (молей) кислорода, выделившегося на аноде в результате электролиза.

Для начала, нам нужно выяснить, сколько молей кислорода выделилось на аноде. Для этого воспользуемся уравнением реакции электролиза:

2H2O -> 2H2 + O2

Мы знаем, что объем выделившегося газа составляет 56 л (н.у.), что означает, что молярный объем газа в нормальных условиях (н.у.) равен 22,4 л/моль. Таким образом, количество молей кислорода можно рассчитать, разделив объем газа на его молярный объем:

56 л / 22,4 л/моль = 2,5 моль O2

Шаг 2: Расчет количества вещества (молей) нитрата кальция, реагировавшего при электролизе.

Используя балансированное уравнение реакции раствора нитрата кальция при электролизе:

Ca(NO3)2 -> CaO + 2NO2 + O2

Мы видим, что уравнение показывает соотношение между нитратом кальция и выделившимся кислородом 1:1. Это означает, что количество молей нитрата кальция равно количеству молей выделившегося кислорода, то есть 2,5 моль.

Шаг 3: Расчет массы нитрата кальция.

Поскольку известно, что 10% раствор нитрата кальция имеет массу 328 г, мы можем рассчитать массу нитрата кальция в этом растворе. Для этого воспользуемся формулой:

масса = кол-во молей x молярная масса

Молярная масса нитрата кальция (Ca(NO3)2) составляет 164 г/моль (40 г/моль для кальция (Ca) + 14 г/моль для азота (N) + 48 г/моль для кислорода (O)).

Таким образом:

масса = 2,5 моль x 164 г/моль = 410 г

Шаг 4: Расчет изменения массовой доли карбоната натрия.

Мы знаем, что при растворении 114,4 г кристаллической соды (Na2CO3 10H2O) в воде получается насыщенный раствор. Пусть x обозначает массовую долю карбоната натрия в полученном растворе до приливания его к раствору нитрата кальция, a (x/2.7) - массовую долю карбоната натрия после приливания.

Тогда для соды должно выполняться уравнение:

(114.4 г / (106 г/моль) x a) / (114.4 г / (106 г/моль)) = 1/2.7

Решая это уравнение, получим значение a:

a = 1/2.7 x (114.4 г / (106 г/моль)) = 0.4814

Шаг 5: Расчет растворимости безводного карбоната натрия.

Мы знаем, что при растворении карбоната натрия образуется гидратированный карбонат, который содержит 10 молекул воды (Na2CO3 10H2O). Предположим, что массовая доля безводного карбоната натрия в растворе равна y.

Тогда для безводного карбоната натрия должно выполняться уравнение:

(y г / (106 г/моль)) / ((y г / (106 г/моль)) + (10 г / (18 г/моль)) x 10) = 0.4814

Решая это уравнение, получим значение y:

y = ((10 г / (18 г/моль)) x 10) x 0.4814 = 26.96 г

Таким образом, растворимость безводного карбоната натрия в 100 г воды составляет 26.96 г.

Надеюсь, это подробное объяснение помогло вам понять решение данной задачи. Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать.