6,72 л (н.у.) углекислого газа пропустили через 400 г 3,7%-ного раствора гидроксида кальция. рассчитайте массовую долю соли (%) в образовавшемся растворе. в ответ запишите число, округлив его до целых, знак % указывать не нужно.
Для решения этой задачи сначала необходимо определить, какие реакции происходят между углекислым газом и раствором гидроксида кальция.
Определим массу углекислого газа. Мы знаем, что 1 моль углекислого газа (CO₂) весит примерно 44 г. Рассчитаем количество молей в 6,72 л при нормальных условиях (н.у.), где 1 моль газа занимает 22,4 л:
\[ n = \frac{V}{V_{моль}} = \frac{6,72 \, л}{22,4 \, л/моль} \approx 0,3 \, моль \]
Теперь найдем массу CO₂:
\[ m_{CO2} = n \cdot M_{CO2} = 0,3 \, моль \cdot 44 \, г/моль = 13,2 \, г \]
Определим количество гидроксида кальция в растворе. У нас есть 400 г 3,7%-ного раствора гидроксида кальция (Ca(OH)₂). Для начала найдем массу гидроксида кальция в растворе:
\[ m_{Ca(OH)2} = 400 \, г \cdot 0,037 = 14,8 \, г \]
Реакция между углекислым газом и гидроксидом кальция. Реакция протекает по следующему уравнению:
\[ Ca(OH)2 + CO2 \rightarrow CaCO3 + H2O \]
По этому уравнению видно, что 1 моль CO₂ реагирует с 1 моль Ca(OH)₂. У нас 0,3 моль CO₂, следовательно, для реакции потребуется 0,3 моль Ca(OH)₂. Рассчитаем, сколько граммов Ca(OH)₂ это соответствует:
\[ m_{Ca(OH)2}^{треб} = 0,3 \, моль \cdot 74 \, г/моль = 22,2 \, г \]
Однако у нас только 14,8 г Ca(OH)₂, значит, весь гидроксид кальция будет реагировать, а углекислый газ в избытке.
Определим, сколько соли (CaCO₃) образуется. Из уравнения реакции видно, что на каждую молекулу Ca(OH)₂ образуется одна молекула CaCO₃. Следовательно, вся масса гидроксида кальция (14,8 г) даст такое же количество CaCO₃ (по массе, так как мольная масса совпадает):
\[ m_{CaCO3} = 14,8 \, г \]
Теперь найдем массу получившегося раствора. Исходный раствор весил 400 г, к нему добавился углекислый газ (который нам не нужно учитывать в массе раствора, поскольку он в газообразной форме и вообще может улетучиться):
\[ m_{раствора} = 400 \, г + m_{H2O} \text{ (где вода образуется, но конкретная масса нам не нужна для расчетов)} \]
В данном случае водяные пары не считаются, так как они в пределах системы, поэтому масса раствора остается 400 г.
Рассчитаем массовую долю соли (CaCO₃) в растворе:
\[ \text{массовая доля соли} = \left(\frac{m_{CaCO3}}{m_{раствора}}\right) \cdot 100 = \left(\frac{14,8}{400} \right) \cdot 100 \approx 3,7\% \]
Округляем до целых:
Ответ: 4.
