34.07 Растворимость и кристаллогидраты

1) Запишем уравнения реакций, происходящих с первой и второй порциями раствора карбоната натрия:
первая порция: 2AlCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O = 3CO₂↑ + 6NaCl + 2Al(OH)₃↓
вторая порция: 2HNO₃ + Na₂CO₃ = 2NaNO₃ + H₂O + CO₂↑

2) Найдём исходное количество вещества карбоната натрия:
m_исх(Na₂CO₃) = m_p-pa · w(Na₂CO₃) = 147 · 22 / (22 + 100) = 26,5 г
n_исх(Na₂CO₃) = 26,5 / 106 = 0,25 моль

3) Рассчитаем количество вещества карбоната натрия в первой и второй порциях. По условию, количества веществ карбоната натрия в двух порциях относятся друг к другу, как объёмы выделившегося газа:
V₂(CO₂) / V₁(CO₂) = n₂(CO₂) / n₁(CO₂) = 2
Если в первой порции было задействовано x моль Na₂CO₃, то во второй – 2x моль Na₂CO₃, а всего, по условию, 0,25 моль:
x + 2x = 0,25
x = 0,083 моль
Во второй порции:
n₂(Na₂CO₃) = 2 · 0,083 = 0,166 моль
Масса второй порции раствора карбоната натрия равна:
m_{2 р-ра}(Na₂CO₃) = 147 · 2 / (1 + 2) = 98 г
Количество вещества и масса выделившегося углекислого газа равны:
n₂(CO₂​​​​​​​) = 0,166 моль
m₂(CO₂​​​​​​​) = 44 · 0,166 = 7,3 г

4) Рассчитаем массу нитрата натрия в полученном растворе, массу полученного раствора и массовую долю соли в нём:
n(NaNO₃) = 2n₂(Na₂CO₃) = 0,332 моль
m(NaNO₃) = 0,332 · 85 г = 28,22 г
m₂(конечного p-pa) = 50 + 98 - 7,3 = 140,7 г
w(NaNO₃) = 28,22 / 140,7 = 0,200, или 20%