Задание №34 — Типы расчётных задач
При прокаливании смеси карбоната магния и карбоната натрия до постоянной массы выделилось 4,48 л газа (н.у.). Твёрдый остаток полностью прореагировал с 73 г 25%-ного раствора соляной кислоты. Определите массовую долю карбоната натрия в исходной смеси.
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. При прокаливании до постоянной массы разлагается только карбонат магния — карбонат натрия термически устойчив. Значит выделившийся газ полностью относится к MgCO3, а твёрдый остаток — это MgO и весь исходный Na2CO3.
Уравнения реакций:
MgCO3 → (t°) MgO + CO2↑
MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2↑
1. Карбонат магния.
n(CO2) = 4,48 л / 22,4 л/моль = 0,2 моль → n(MgCO3) = 0,2 моль;
m(MgCO3) = 0,2 моль · 84 г/моль = 16,8 г; n(MgO) = 0,2 моль.
2. Соляная кислота.
m(HCl) = 73 г · 0,25 = 18,25 г; n(HCl) = 18,25 г / 36,5 г/моль = 0,5 моль.
Остаток прореагировал полностью, и кислота при этом израсходована нацело, поэтому вся она распределяется между MgO и Na2CO3.
На оксид магния: n(HCl) = 2 · 0,2 = 0,4 моль.
На карбонат натрия остаётся: 0,5 − 0,4 = 0,1 моль HCl.
3. Карбонат натрия. На 1 моль Na2CO3 идёт 2 моль HCl:
n(Na2CO3) = 0,1/2 = 0,05 моль; m(Na2CO3) = 0,05 моль · 106 г/моль = 5,3 г.
4. Искомая величина. Исходная смесь состоит из MgCO3 и Na2CO3:
m(смеси) = 16,8 г + 5,3 г = 22,1 г;
w(Na2CO3) = 5,3 г / 22,1 г = 0,2398, то есть 23,98 %.
Ответ: w(Na2CO3) ≈ 24,0 %.
Источник: ФИПИ