Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Запишем уравнение химической реакции между соляной кислотой (раствором хлороводорода $HCl$) и карбонатом кальция $CaCO_{3}$. В результате взаимодействия образуются хлорид кальция, вода и выделяется углекислый газ:
$CaCO_{3} + 2HCl \rightarrow CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow$

2. Вычислим количество вещества (число моль) выделившегося газа — углекислого газа ($CO_{2}$). Для этого воспользуемся формулой $n = \frac{V}{V_{m}}$, где $V_{m} = 22,4$ л/моль (молярный объем при нормальных условиях):
$n(CO_{2}) = \frac{0,896 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,04 \text{ моль}$

3. Определим количество вещества хлороводорода ($HCl$), вступившего в реакцию. Согласно уравнению реакции, коэффициенты перед $HCl$ и $CO_{2}$ относятся как $2:1$. Это значит, что хлороводорода потребовалось в два раза больше, чем выделилось газа:
$n(HCl) = 2 \cdot n(CO_{2}) = 2 \cdot 0,04 \text{ моль} = 0,08 \text{ моль}$

4. Рассчитаем массу чистого хлороводорода, содержавшегося в исходном растворе. Для этого умножим количество вещества на молярную массу $HCl$ ($M = 1 + 35,5 = 36,5$ г/моль):
$m(HCl) = n(HCl) \cdot M(HCl) = 0,08 \text{ моль} \cdot 36,5 \text{ г/моль} = 2,92 \text{ г}$

5. Вычислим массовую долю хлороводорода в исходном растворе по формуле $\omega = \frac{m_{\text{вещества}}}{m_{\text{раствора}}} \cdot 100\%$:
$\omega(HCl) = \frac{2,92 \text{ г}}{73 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,04 \cdot 100\% = 4\%$

Ответ: 4%

Источник: ФИПИ