Question

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 и обозначения искомых физических величин).

Accepted Answer

Answer

Идея решения: определить состав твёрдого остатка (смесь $\ce{BaCO3}$ и $\ce{BaO}$), рассчитать расход кислоты на обе компоненты, найти оставшуюся $\ce{HCl}$ и её массовую долю в конечном растворе.

**Уравнения реакций:**

$$\ce{BaCO3 ->[t^{\circ}] BaO + CO2 ^}$$

$$\ce{BaCO3 + 2HCl -> BaCl2 + CO2 ^ + H2O}$$

$$\ce{BaO + 2HCl -> BaCl2 + H2O}$$

**Расчёты:**

1) Вычислим количество выделившегося $\ce{CO2}$:

$$n(\ce{CO2}) = \frac{V(\ce{CO2})}{V_m} = \frac{1{,}12}{22{,}4} = 0{,}05 	ext{ моль}$$

2) Найдём массу образовавшегося $\ce{BaO}$. По первому уравнению $n(\ce{BaO}) = n(\ce{CO2}) = 0{,}05$ моль:

$$m(\ce{BaO}) = n(\ce{BaO}) \cdot M(\ce{BaO}) = 0{,}05 \cdot 153 = 7{,}65 	ext{ г}$$

3) Определим массу непрореагировавшего $\ce{BaCO3}$ в остатке:

$$m(\ce{BaCO3}) = 27{,}35 - 7{,}65 = 19{,}7 	ext{ г}$$

$$n(\ce{BaCO3}) = \frac{19{,}7}{197} = 0{,}1 	ext{ моль}$$

4) Вычислим количество $\ce{HCl}$ в исходном растворе:

$$m(\ce{HCl}) = 73 \cdot 0{,}3 = 21{,}9 	ext{ г}$$

$$n(\ce{HCl}) = \frac{21{,}9}{36{,}5} = 0{,}6 	ext{ моль}$$

5) Рассчитаем расход кислоты на каждую компоненту остатка:

$$n_{	ext{прореаг.}}(\ce{HCl}) 	ext{ на } \ce{BaCO3} = 2 \cdot 0{,}1 = 0{,}2 	ext{ моль}$$

$$n_{	ext{прореаг.}}(\ce{HCl}) 	ext{ на } \ce{BaO} = 2 \cdot 0{,}05 = 0{,}1 	ext{ моль}$$

$$n_{	ext{ост.}}(\ce{HCl}) = 0{,}6 - 0{,}2 - 0{,}1 = 0{,}3 	ext{ моль}$$

$$m_{	ext{ост.}}(\ce{HCl}) = 0{,}3 \cdot 36{,}5 = 10{,}95 	ext{ г}$$

6) Найдём массу $\ce{CO2}$, выделившегося при взаимодействии остатка с кислотой. По второму уравнению $n(\ce{CO2}) = n(\ce{BaCO3}) = 0{,}1$ моль:

$$m(\ce{CO2}) = 0{,}1 \cdot 44 = 4{,}4 	ext{ г}$$

7) Определим массу конечного раствора:

$$m_{	ext{конечн.}} = 27{,}35 + 73 - 4{,}4 = 95{,}95 	ext{ г}$$

8) Вычислим массовую долю оставшейся кислоты:

$$\omega(\ce{HCl}) = \frac{10{,}95}{95{,}95} = 0{,}114 = 11{,}4\%$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии