Задание №34 — Типы расчётных задач
При нагревании карбоната магния часть вещества разложилась. При этом выделилось 5,6 л газа и образовалось 18,4 г твёрдого остатка. Остаток растворили в 365 г соляной кислоты, при этом массовая доля кислоты
в конечном растворе составила 2,9%. Вычислите массовую долю соляной кислоты в исходном 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:
MgCO3 → (t°) MgO + CO2↑
MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O
MgCO3 + 2HCl → MgCl2 + H2O + CO2↑
Состав твёрдого остатка. n(CO2) = 5,6 л / 22,4 л/моль = 0,25 моль, значит разложилось 0,25 моль MgCO3 и получилось
n(MgO) = 0,25 моль, m(MgO) = 0,25 моль · 40 г/моль = 10 г.
m(MgCO3, не разложился) = 18,4 г − 10 г = 8,4 г, n = 8,4 г / 84 г/моль = 0,1 моль.
Расход кислоты. На оба компонента остатка идёт по 2 моль HCl:
n(HCl, израсх.) = 2 · 0,25 моль + 2 · 0,1 моль = 0,5 моль + 0,2 моль = 0,7 моль,
m(HCl, израсх.) = 0,7 моль · 36,5 г/моль = 25,55 г.
То, что в конечном растворе кислота ещё есть (ω = 2,9 %), означает, что HCl был в избытке, а остаток растворился нацело.
Масса конечного раствора. Из системы уходит CO2, выделившийся из карбоната при действии кислоты:
n(CO2) = 0,1 моль, m = 0,1 моль · 44 г/моль = 4,4 г.
m(конечн. р-ра) = 18,4 г + 365 г − 4,4 г = 379 г.
Обратный ход. Непрореагировавшая кислота:
m(HCl, остаток) = 379 г · 0,029 = 10,99 г.
Исходная масса кислоты — это израсходованная плюс оставшаяся:
m(HCl, исх.) = 25,55 г + 10,99 г = 36,54 г.
ω(HCl, исх.) = 36,54 г / 365 г = 0,1001, или 10,01 % ≈ 10 %.
Ответ: ω(HCl) в исходном растворе ≈ 10,0 %.
Источник: ФИПИ