Question

Карбонат кальция массой 10 г растворили в 150 мл хлороводородной кислоты (ρ = 1,04 г/мл) с массовой долей 9%. Какова массовая доля хлорида кальция в образовавшемся 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 реагент в недостатке, рассчитать массу образовавшегося хлорида кальция и массу конечного раствора с учётом выделившегося газа.

**Уравнение реакции:**

$$\ce{CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + CO2 ^ + H2O}$$

**Расчёт количества хлороводородной кислоты:**

Масса раствора кислоты:
$$m_{	ext{р-ра HCl}} = ho_{	ext{р-ра HCl}} \cdot V_{	ext{р-ра HCl}} = 1{,}04 \cdot 150 = 156 	ext{ г}$$

Масса чистого $\ce{HCl}$:
$$m_{\ce{HCl}} = m_{	ext{р-ра HCl}} \cdot \omega_{\ce{HCl}} = 156 \cdot 0{,}09 = 14{,}04 	ext{ г}$$

Количество вещества $\ce{HCl}$:
$$n_{\ce{HCl}} = \frac{m_{\ce{HCl}}}{M_{\ce{HCl}}} = \frac{14{,}04}{36{,}5} = 0{,}385 	ext{ моль}$$

**Расчёт количества карбоната кальция:**

$$n_{\ce{CaCO3}} = \frac{m_{\ce{CaCO3}}}{M_{\ce{CaCO3}}} = \frac{10}{100} = 0{,}1 	ext{ моль}$$

**Определение реагента в недостатке:**

Сравним отношения количеств к стехиометрическим коэффициентам:
$$\frac{n_{\ce{CaCO3}}}{1} : \frac{n_{\ce{HCl}}}{2} = 0{,}1 : 0{,}1925$$

Так как $0{,}1 < 0{,}1925$, карбонат кальция находится в недостатке. Расчёты проводим по нему.

**Расчёт массы хлорида кальция:**

По стехиометрии: $n_{\ce{CaCl2}} = n_{\ce{CaCO3}} = 0{,}1$ моль

$$m_{\ce{CaCl2}} = n_{\ce{CaCl2}} \cdot M_{\ce{CaCl2}} = 0{,}1 \cdot 111 = 11{,}1 	ext{ г}$$

**Расчёт массы конечного раствора:**

Количество выделившегося $\ce{CO2}$:
$$n_{\ce{CO2}} = n_{\ce{CaCO3}} = 0{,}1 	ext{ моль}$$

Масса углекислого газа:
$$m_{\ce{CO2}} = n_{\ce{CO2}} \cdot M_{\ce{CO2}} = 0{,}1 \cdot 44 = 4{,}4 	ext{ г}$$

Масса конечного раствора:
$$m_{	ext{конечн. р-ра}} = m_{\ce{CaCO3}} + m_{	ext{р-ра HCl}} - m_{\ce{CO2}} = 10 + 156 - 4{,}4 = 161{,}6 	ext{ г}$$

**Расчёт массовой доли хлорида кальция:**

$$\omega_{\ce{CaCl2}} = \frac{m_{\ce{CaCl2}}}{m_{	ext{конечн. р-ра}}} = \frac{11{,}1}{161{,}6} = 0{,}0687 = 6{,}87\%$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии