[1] NaHCO₃ + NaOH = Na₂CO₃ + H₂O
[2] 2NaHCO₃ = Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O
[3] Fe + 6HNO₃ = Fe(NO₃)₃ + 3NO₂↑ + 3H₂O
[4] 2HNO₃ + Na₂CO₃ = CO₂↑ + H₂O + 2NaNO₃
[5] 2Fe(NO₃)₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O = 2Fe(OH)₃↓ + 3CO₂↑ + 6NaNO₃
m(остатка) = 124,8 – 29,4 = 95,4 г
Предположим, что гидрокарбонат натрия в избытке, тогда карбонат натрия образуется по двум первым реакциям:
n₁(Na₂CO₃) = x моль
n₂(Na₂CO₃) = y моль
n₁(NaHCO₃) = n₁(NaOH) = n₁(Na₂CO₃) = x моль
n₂(NaHCO₃) = 2n₂(Na₂CO₃) = 2y моль
m(остатка) = m(Na₂CO₃) = n(Na₂CO₃) · M = M(n₁(Na₂CO₃) + n₂(Na₂CO₃)) = 106(x + y) = 95,4 г
m(смеси) = m(NaHCO₃) + m(NaOH) = n(NaHCO₃) · M(NaHCO₃) + n(NaOH) · M(NaOH) = 84(x + 2y) + 40x = 124,8 г
106x + 106y = 95,4
84x + 40x + 168y = 124,8
x = 0,6
y = 0,3
n₁(Na₂CO₃) = 0,6 моль
n₂(Na₂CO₃) = 0,3 моль
n(Na₂CO₃) = 0,6 + 0,3 = 0,9 моль
m(Na₂CO₃) = n · M = 0,9 · 106 = 95,4 г = m(остатка) - предположение подтвердилось, в остатке был только карбонат натрия
n(NaOH) = 0,6 моль
m(NaOH) = n · M = 0,6 · 40 = 24 г
n(Fe) = m/M = 11,2/56 = 0,2 моль
n(Fe(NO₃)₃) = n(Fe) = 0,2 моль - по уравнению реакции [3]
n₅(Na₂CO₃) = 3n(Fe(NO₃)₃/2 = (3 · 0,2)/2 = 0,3 моль - по уравнению реакции [5]
n₄(Na₂CO₃) = n(Na₂CO₃) – n₅(Na₂CO₃) = 0,9 – 0,3 = 0,6 моль
n₄(HNO₃) = 2n₄(Na₂CO₃) = 2 · 0,6 = 1,2 моль - по уравнению реакции [4]
n₃(HNO₃) = 6n(Fe) = 6 · 0,2 = 1,2 моль - по уравнению реакции [3]
n(HNO₃) = n₃(HNO₃) + n₄(HNO₃) = 1,2 + 1,2 = 2,4 моль
m(HNO₃) = n · M = 2,4 · 63 = 151,2 г
m(р-ра HNO₃) = m(HNO₃)/ω = 151,2/0,8 = 189 г
n₄(NaNO₃) = n₄(HNO₃) = 1,2 моль - по уравнению реакции [4]
n₅(NaNO₃) = 2n₅(Na₂CO₃) = 2 · 0,3 = 0,6 моль - по уравнению реакции [5]
n(NaNO₃) = n₄(NaNO₃) + n₅(NaNO₃) = 1,2 + 0,6 = 1,8 моль
m(NaNO₃) = n · M = 1,8 · 85 = 153 г
n(NO₂) = 3n(Fe) = 3 · 0,2 = 0,6 моль - по уравнению реакции [3]
n(CO₂) = n(Na₂CO₃) = 0,9 моль - по уравнениям реакций [4] и [5]
n(Fe(OH)₃) = n(Fe(NO₃)₃ = 0,2 моль - по уравнению реакции [5]
m(р-ра) = m(Fe) + m(р-ра HNO₃) – m(NO₂) + m(H₂O) + m(Na₂CO₃) – m(CO₂) – m(Fe(OH)₃)
m(NO₂) = n · M = 0,6 · 46 = 27,6 г
m(CO₂) = n · M = 0,9 · 44 = 39,6 г
m(Fe(OH)₃) = n · M = 0,2 · 107 = 21,4 г
m(р-ра) = 11,2 + 189 – 27,6 + 393 + 95,4 – 39,6 – 21,4 = 600 г
ω(NaNO₃) = m(NaNO₃)/m(р-ра) = 153/600 = 0,255 (25,5%)
ω(NaOH) = m(NaOH)/m(смеси) = 24/124,8 = 0,192 (19,2%)
Видео: https://www.youtube.com/embed/2IPTvGKki7M?start=8728