Хлороводород, образовавшийся при действии избытка концентрированной серной кислоты на 11,7 г хлорида натрия, пропустили через раствор гидроксида натрия массой 40 г с массовой долей NaOH 10%. Определи какую реакцию на лакмус покажет полученный раствор. Ответ подкрепить решением и расчетами.

Для того чтобы ответить на вопрос, давайте разберемся шаг за шагом.

1. Реакция с хлоридом натрия и серной кислотой: Когда концентрированная серная кислота (H₂SO₄) действует на хлорид натрия (NaCl), происходит реакция обмена, в результате которой образуются хлороводород (HCl) и гидросульфат натрия (NaHSO₄). Реакция выглядит так:

   $$NaCl + H_2SO_4 \rightarrow NaHSO_4 + HCl$$

   Из условия задачи у нас имеется 11,7 г хлорида натрия (NaCl). Молекулярная масса NaCl составляет 58,5 г/моль. Рассчитаем количество вещества NaCl:

   $$n_{NaCl} = \frac{m_{NaCl}}{M_{NaCl}} = \frac{11,7 \, \text{г}}{58,5 \, \text{г/моль}} = 0,2 \, \text{моль}$$

   Это количество вещества NaCl также будет равно количеству молей HCl, так как соотношение 1:1 в реакции.

2. Действие хлороводорода на гидроксид натрия: Теперь хлороводород (HCl) пропускается через раствор гидроксида натрия (NaOH). Гидроксид натрия — это щелочь, которая реагирует с кислотой по типу нейтрализации:

   $$HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$$

   Для того чтобы понять, какой остаточный эффект будет от реакции, нужно учитывать количество вещества HCl и NaOH, которые взаимодействуют.

3. Рассчитаем количество вещества NaOH: У нас имеется 40 г раствора гидроксида натрия с массовой долей NaOH 10%. Масса NaOH в растворе будет:

   $$m_{NaOH} = 40 \, \text{г} \times 10\% = 4 \, \text{г}$$

   Молекулярная масса NaOH — 40 г/моль, следовательно, количество вещества NaOH:

   $$n_{NaOH} = \frac{m_{NaOH}}{M_{NaOH}} = \frac{4 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} = 0,1 \, \text{моль}$$

4. Что происходит в растворе?: В реакции нейтрализации хлороводород (HCl) нейтрализует гидроксид натрия (NaOH) в соотношении 1:1. У нас есть 0,2 моль HCl и 0,1 моль NaOH. Таким образом, все 0,1 моль NaOH нейтрализуют 0,1 моль HCl, образуя NaCl и воду. Однако оставшиеся 0,1 моль HCl не найдут достаточно NaOH для нейтрализации.

5. Какой будет реакция на лакмус?: В результате в растворе останется избыток HCl — кислоты. Таким образом, раствор будет кислым, и при добавлении лакмуса он покажет красный цвет, что свидетельствует о наличии кислоты.

Ответ: Полученный раствор будет кислотным, и при добавлении лакмуса он покажет красный цвет.