Решение задачи: Взаимодействие Na + S в воде

Дано: \(m(Na) = 0,46\) г \(m(S) = 0,85\) г \(V(H_{2}O) = 35\) мл \(\rho(H_{2}O) = 1\) г/мл Найти: Вещество в растворе — ? \(\omega\) (вещества) — ? Решение: 1. Запишем уравнение реакции взаимодействия натрия с серой: \[2Na + S \xrightarrow{t} Na_{2}S\] 2. Рассчитаем количество вещества натрия и серы: \[M(Na) = 23 \text{ г/моль}\] \[n(Na) = \frac{m(Na)}{M(Na)} = \frac{0,46}{23} = 0,02 \text{ моль}\] \[M(S) = 32 \text{ г/моль}\] \[n(S) = \frac{m(S)}{M(S)} = \frac{0,85}{32} \approx 0,0266 \text{ моль}\] 3. Определим, какое вещество находится в избытке. По уравнению реакции на 2 моль \(Na\) требуется 1 моль \(S\). Для \(0,02\) моль \(Na\) необходимо: \[n_{треб}(S) = \frac{0,02}{2} = 0,01 \text{ моль}\] Так как у нас \(0,0266\) моль серы, сера находится в избытке. Натрий прореагирует полностью. 4. Рассчитаем количество и массу образовавшегося сульфида натрия (\(Na_{2}S\)): По уравнению \(n(Na_{2}S) = \frac{1}{2} n(Na) = 0,01 \text{ моль}\). \[M(Na_{2}S) = 23 \cdot 2 + 32 = 78 \text{ г/моль}\] \[m(Na_{2}S) = n \cdot M = 0,01 \cdot 78 = 0,78 \text{ г}\] 5. При добавлении воды сульфид натрия растворяется, а избыток серы — нет. После фильтрования в растворе остается только сульфид натрия \(Na_{2}S\). Масса воды: \[m(H_{2}O) = V \cdot \rho = 35 \cdot 1 = 35 \text{ г}\] 6. Рассчитаем массовую долю сульфида натрия в полученном растворе: \[m_{р-ра} = m(Na_{2}S) + m(H_{2}O) = 0,78 + 35 = 35,78 \text{ г}\] \[\omega(Na_{2}S) = \frac{m(Na_{2}S)}{m_{р-ра}} \cdot 100\%\] \[\omega(Na_{2}S) = \frac{0,78}{35,78} \cdot 100\% \approx 2,18\%\] Ответ: в растворе находится сульфид натрия \(Na_{2}S\), его массовая доля составляет \(2,18\%\).