Решение задачи по химии: Цепочка превращений и электронный баланс

Задание 3. Осуществим цепочку превращений: 1) \[ 2Na + O_{2} \xrightarrow{t} Na_{2}O_{2} \] 2) \[ Na_{2}O_{2} + 2H_{2}O \rightarrow 2NaOH + H_{2}O_{2} \] 3) \[ NaOH + CO_{2} \rightarrow NaHCO_{3} \] 4) \[ NaHCO_{3} + HNO_{3} \rightarrow NaNO_{3} + CO_{2} \uparrow + H_{2}O \] 5) \[ 2NaNO_{3} \xrightarrow{t} 2NaNO_{2} + O_{2} \uparrow \] Составим электронный баланс для первой реакции (окислительно-восстановительная): \[ 2Na^{0} + O_{2}^{0} \rightarrow Na_{2}^{+1}O_{2}^{-1} \] Электронный баланс: \[ Na^{0} - 1e^{-} \rightarrow Na^{+1} \mid 2 \] (процесс окисления) \[ O_{2}^{0} + 2e^{-} \rightarrow 2O^{-1} \mid 1 \] (процесс восстановления) Восстановитель — \( Na^{0} \) (натрий). Окислитель — \( O_{2}^{0} \) (кислород). Задание 4. Дано: \( m(р-ра KOH) = 120 \) г \( \omega(KOH) = 66 \% = 0,66 \) Найти: \( V(CO_{2}) \) — ? Решение: 1) Найдем массу чистого гидроксида калия в растворе: \[ m(KOH) = m(р-ра) \cdot \omega = 120 \cdot 0,66 = 79,2 \text{ г} \] 2) Найдем количество вещества гидроксида калия: \[ M(KOH) = 39 + 16 + 1 = 56 \text{ г/моль} \] \[ n(KOH) = \frac{m}{M} = \frac{79,2}{56} \approx 1,414 \text{ моль} \] 3) Запишем уравнение реакции нейтрализации (образование средней соли): \[ 2KOH + CO_{2} \rightarrow K_{2}CO_{3} + H_{2}O \] 4) По уравнению реакции количество углекислого газа в 2 раза меньше количества щелочи: \[ n(CO_{2}) = \frac{1}{2} n(KOH) = \frac{1,414}{2} = 0,707 \text{ моль} \] 5) Вычислим объем углекислого газа при нормальных условиях: \[ V(CO_{2}) = n \cdot V_{m} = 0,707 \cdot 22,4 \approx 15,84 \text{ л} \] Ответ: \( V(CO_{2}) \approx 15,84 \) л.