Задание №34 — Типы расчётных задач
При нагревании образца карбоната бария часть вещества разложилась. При этом выделилось 1,12 л (н.у.) газа. Масса твёрдого остатка составила 27,35 г. Этот остаток добавили к 73 г 30%-ного раствора соляной кислоты. Определите массовую долю кислоты в полученном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи,
и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение. Уравнения реакций:
BaCO3 → (t°) BaO + CO2↑
BaO + 2HCl → BaCl2 + H2O
BaCO3 + 2HCl → BaCl2 + H2O + CO2↑
Состав твёрдого остатка. n(CO2) = 1,12 л / 22,4 л/моль = 0,05 моль, значит разложилось 0,05 моль BaCO3 и образовалось
n(BaO) = 0,05 моль, m(BaO) = 0,05 моль · 153 г/моль = 7,65 г.
Остальное в остатке — не разложившийся карбонат:
m(BaCO3) = 27,35 г − 7,65 г = 19,7 г, n = 19,7 г / 197 г/моль = 0,1 моль.
Действие соляной кислоты. m(HCl) = 73 г · 0,30 = 21,9 г, n = 21,9 г / 36,5 г/моль = 0,6 моль.
Кислоту расходуют оба компонента остатка, по 2 моль HCl на 1 моль вещества:
n(HCl) = 2 · 0,05 моль + 2 · 0,1 моль = 0,1 моль + 0,2 моль = 0,3 моль.
Так как 0,3 моль < 0,6 моль, кислота в избытке, остаток растворился полностью, и в растворе остаётся непрореагировавший HCl:
n(HCl, остаток) = 0,6 моль − 0,3 моль = 0,3 моль, m = 0,3 моль · 36,5 г/моль = 10,95 г.
Масса раствора. Из системы уходит только углекислый газ, выделившийся из карбоната при действии кислоты:
n(CO2) = 0,1 моль, m = 0,1 моль · 44 г/моль = 4,4 г.
m(р-ра) = 27,35 г + 73 г − 4,4 г = 95,95 г.
ω(HCl) = 10,95 г / 95,95 г = 0,1141, или 11,41 %.
Ответ: ω(HCl) ≈ 11,41 %.
Источник: ФИПИ