Để giải bài toán này, ta cần xác định lượng natri (Na) đã phản ứng với nước (H₂O) và từ đó tìm ra khối lượng m của kim loại Na và nồng độ phần trăm của chất tan trong dung dịch.
### 1. Tính khối lượng Na đã phản ứng
Đầu tiên, ta biết rằng phản ứng giữa natri và nước để tạo ra khí hidrogen và natri hydroxide như sau:
2Na+2H2O→2NaOH+H2
Theo phương trình này, 2 mol Na sẽ sinh ra 1 mol H₂.
Áp dụng định luật Avogadro và khoảng cách tính toán V = nRT:
- Thể tích khí H₂ thu được ở điều kiện tiêu chuẩn (đkc):
V=2.479l- 1 mol khí H₂ ở đkc là 22.4 l
Từ đó, tính số mol H₂:
nH2=V22.4=2.47922.4≈0.1102mol
Từ phản ứng, ta có:
nNa=2⋅nH2=2⋅0.1102≈0.2204mol
### 2. Tính khối lượng m của natri
Khối lượng mol của Na là khoảng 23 g/mol, từ đó suy ra khối lượng natri:
m=nNa⋅MNa=0.2204mol⋅23g/mol≈5.07g
### 3. Tính nồng độ phần trăm của chất tan trong dung dịch
Sau khi phản ứng xảy ra, NaOH sẽ được sinh ra và hòa tan trong nước.
- Khối lượng nước ban đầu là 75.6 g.
- Khối lượng NaOH tạo thành (vì mỗi mol Na phản ứng tạo ra 1 mol NaOH) cũng sẽ bằng số mol Na nhân với khối lượng mol NaOH (khoảng 40 g/mol):
mNaOH=nNa⋅MNaOH=0.2204mol⋅40g/mol≈8.816g
### Khối lượng dung dịch
Khối lượng dung dịch X sau khi phản ứng diễn ra là:
mdd=mH2O+mNaOH=75.6g+8.816g≈84.416g
### Nồng độ phần trăm của chất tan
Nồng độ phần trăm (
C) của NaOH trong dung dịch là:
C=(mNaOHmdd)⋅100%
Tính nồng độ phần trăm:
C≈(8.81684.416)⋅100%≈10.43%
### Kết luận
Khối lượng kim loại Na là khoảng
5.07 g và nồng độ phần trăm của NaOH trong dung dịch là khoảng
10.43%.