Чтобы определить, будет ли полностью нейтрализована соляная кислота (HCl), и найти молярную концентрацию образовавшейся соли в конечном растворе, давайте сначала рассмотрим предоставленные данные и проведем необходимые расчеты.
Определим количество вещества HCl в 500 мл раствора с массовой долей 20,39%:
- Масса раствора (m) = 500 мл * плотность (плотность раствора HCl ≈ 1,1 г/мл) ≈ 550 г.
- Масса HCl = 550 г * 20,39% = 550 г * 0,2039 ≈ 112,2 г.
- Молярная масса HCl ≈ 36,46 г/моль.
- Количество вещества HCl (n_HCl) = 112,2 г / 36,46 г/моль ≈ 3,08 моль.
Определим количество вещества CaCO₃:
- Молярная масса CaCO₃ ≈ 100,09 г/моль.
- Количество вещества CaCO₃ (n_CaCO₃) = 120 г / 100,09 г/моль ≈ 1,20 моль.
Запишем уравнение реакции нейтрализации: \[ \text{CaCO}_3 + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \]
Из уравнения видно, что для нейтрализации 1 моль CaCO₃ требуется 2 моль HCl. Таким образом, для 1,20 моль CaCO₃ потребуется: \[ 1,20 \, \text{моль} \, \text{CaCO}_3 \times 2 \, \text{моль HCl/mоль CaCO}_3 = 2,40 \, \text{моль HCl} \]
Сравним доступное количество HCl и требуемое количество:
- У нас 3,08 моль HCl, а для 1,20 моль CaCO₃ требуется только 2,40 моль HCl. Это означает, что мы имеем больше HCl, чем нужно для нейтрализации.
Следовательно, реакция пойдет до конца, и Хлористый кальций (CaCl₂) будет образован полностью.
Теперь найдем конечную молярную концентрацию соли в 2,0 л растворе:
- После реакции образуется 1,20 моль CaCl₂ (он образуется в мольном соотношении 1:1 с CaCO₃).
- Концентрация (C) = количество вещества (n) / объем (V). \[ C = n_{CaCl_2} / V = 1,20 \, \text{моль} / 2,0 \, \text{л} = 0,60 \, \text{моль/л} \]
Таким образом, молярная концентрация образовавшейся соли (CaCl₂) в конечном растворе составляет 0,60 моль/л.