Смесь карбоната и хлорида кальция общей массой 161 161 г обработали избытком соляной кислоты, в результате чего выделилось 11 , 2 11,2 л газа (н. у.). Найди массовую долю…

Чтобы решить задачу, нужно разобраться с химическими реакциями, которые происходят при взаимодействии карбоната кальция с соляной кислотой, а затем провести необходимые вычисления. Давайте начнем.

Шаг 1: Определение реакций

Карбонат кальция с соляной кислотой реагирует следующим образом:

\[ \text{CaCO}_3 (s) + 2 \text{HCl} (aq) \rightarrow \text{CaCl}_2 (aq) + \text{H}_2\text{O} (l) + \text{CO}_2 (g) \]

Из этого уравнения видно, что на 1 моль карбоната кальция (CaCO₃) образуется 1 моль углекислого газа (CO₂).

Шаг 2: Объем газа

Из условия задачи известно, что выделилось 11,2 л газа (углекислого газа) при нормальных условиях (н. у.). Один моль газа занимает 22,4 л, следовательно, мы можем определить, сколько моль CO₂ выделилось:

\[ n_{\text{CO}_2} = \frac{V}{V_m} = \frac{11,2 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,5 \, \text{моль} \]

Шаг 3: Определение количества карбоната кальция

Согласно стехиометрии реакции, на 1 моль CaCO₃ выделяется 1 моль CO₂. Таким образом, количество карбоната кальция, который реагировал с соляной кислотой, равно 0,5 моль.

Шаг 4: Масса карбоната кальция

Теперь найдем массу CaCO₃. Молярная масса карбоната кальция (CaCO₃) равна:

• Ca: 40,08 г/моль
• C: 12,01 г/моль
• O₃: 3 × 16,00 г/моль = 48,00 г/моль

Итого:

\[ \text{Мм(CaCO}_3) = 40,08 + 12,01 + 48,00 = 100,09 \, \text{г/моль} \]

Теперь, зная количество моль, можем найти массу:

\[ m_{\text{CaCO}_3} = n_{\text{CaCO}_3} \times M_{\text{CaCO}_3} = 0,5 \, \text{моль} \times 100,09 \, \text{г/моль} = 50,045 \, \text{г} \]

Шаг 5: Находим массу хлорида кальция

Согласно условию, общая масса смеси (карбоната и хлорида кальция) равна 161 г. Нам известна масса только карбоната кальция, значит массу хлорида кальция можно найти так:

\[ m_{\text{CaCl}_2} = m_{\text{смеси}} - m_{\text{CaCO}_3} = 161 \, \text{г} - 50,045 \, \text{г} = 110,955 \, \text{г} \]

Шаг 6: Находим массовую долю карбоната кальция

Теперь мы можем найти массовую долю карбоната кальция в смеси:

\[ \text{Массовая доля (в процентях)} = \left( \frac{m_{\text{CaCO}_3}}{m_{\text{смеси}}} \right) \times 100\% = \left( \frac{50,045}{161} \right) \times 100\% \approx 31,1\% \]

Ответ

Таким образом, массовая доля карбоната кальция в исходной смеси составляет примерно 31,1%.