Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Составим уравнение химической реакции между карбонатом магния и соляной кислотой (раствором хлороводорода). При взаимодействии карбоната металла с кислотой образуются соль, вода и выделяется углекислый газ:
$MgCO_{3} + 2HCl \rightarrow MgCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow$

2. Вычислим количество вещества (число моль) выделившегося углекислого газа $CO_{2}$. Для этого используем значение молярного объема при нормальных условиях ($V_{m} = 22,4$ л/моль):
$n(CO_{2}) = \frac{V(CO_{2})}{V_{m}} = \frac{2,24 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим количество вещества хлороводорода $HCl$, вступившего в реакцию. Согласно коэффициентам в уравнении, на 1 моль $CO_{2}$ приходится 2 моль $HCl$:
$n(HCl) = 2 \cdot n(CO_{2}) = 2 \cdot 0,1 \text{ моль} = 0,2 \text{ моль}$

4. Рассчитаем массу чистого хлороводорода, содержавшегося в растворе. Для этого умножим количество вещества на молярную массу $HCl$ ($M(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5$ г/моль):
$m(HCl) = n(HCl) \cdot M(HCl) = 0,2 \text{ моль} \cdot 36,5 \text{ г/моль} = 7,3 \text{ г}$

5. Вычислим массовую долю хлороводорода в исходном растворе, разделив массу растворенного вещества на массу всего раствора и выразив результат в процентах:
$\omega(HCl) = \frac{m(HCl)}{m(\text{раствора})} \cdot 100\% = \frac{7,3 \text{ г}}{146 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,05 \cdot 100\% = 5\%$

Ответ: 5%

Источник: ФИПИ