146 г раствора соляной кислоты смешали с избытком карбоната натрия. При этом выделилось 3,36 л газа (при н.у.). Вычислите массовую долю кислоты в исходном растворе. В ответе…

Для решения данной задачи, давайте разберёмся с реакцией между раствором соляной кислоты (HCl) и карбонатом натрия (Na2CO3).

Шаг 1: Написание уравнения реакции

Карбонат натрия реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида натрия, углекислого газа и воды. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

\[ 2 \, \text{HCl} + \text{Na}_2\text{CO}_3 \rightarrow 2 \, \text{NaCl} + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \]

Шаг 2: Определение объёмов газа

По условию задачи мы получили 3,36 л углекислого газа (CO2) при нормальных условиях (н.у.). При н.у. 1 моль газа занимает 22,4 л. Следовательно, можем найти количество молей углекислого газа:

\[ n_{\text{CO}_2} = \frac{V}{V_{моль}} = \frac{3,36 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,15 \, \text{моля} \]

Шаг 3: Находим количество молей HCl

Согласно уравнению реакции, чтобы получить 1 моль CO2, нам нужно 2 моль HCl. Следовательно, для 0,15 молей CO2 нам потребуется:

\[ n_{\text{HCl}} = 2 \times n_{\text{CO}_2} = 2 \times 0,15 \, \text{моля} = 0,30 \, \text{моля} \]

Шаг 4: Определение массы HCl

Молярная масса HCl приблизительно равна 36,5 г/моль. Так, масса у нас составит:

\[ m_{\text{HCl}} = n_{\text{HCl}} \times M_{\text{HCl}} = 0,30 \, \text{моля} \times 36,5 \, \text{г/моль} = 10,95 \, \text{г} \]

Шаг 5: Определение массовой доли HCl в растворе

Для определения массовой доли HCl в растворе, нам необходимо знать общую массу раствора, которая дана в условии задачи:

\[ m_{\text{раствора}} = 146 \, \text{г} \]

Теперь вычислим массовую долю HCl в растворе:

\[ \omega_{\text{HCl}} = \frac{m_{\text{HCl}}}{m_{\text{раствора}}} \times 100\% = \frac{10,95 \, \text{г}}{146 \, \text{г}} \times 100\% \approx 7,51\% \]

Ответ

Массовая доля соляной кислоты в исходном растворе составляет приблизительно 7,51%.