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…

Для решения задачи найдем массовую долю карбоната кальция (CaCO₃) в смеси с хлористым кальцием (CaCl₂) после реакции с соляной кислотой (HCl).

Шаг 1: Уравнение реакции

При взаимодействии карбоната кальция с соляной кислотой происходит следующая реакция:

\[ \text{CaCO}_3 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow \]

Из уравнения видно, что из 1 моль карбоната кальция выделяется 1 моль углекислого газа (CO₂).

Шаг 2: Определение объема газа и переход в моли

Из условия задачи нам дан объем выделившегося газа (CO₂) — 11,2 л. При нормальных условиях (н. у.) 1 моль газа занимает 22,4 л. Чтобы найти количество молей CO₂, используем формулу:

\[ n = \frac{V}{V_m} \]

где \( V \) — объем газа, \( V_m \) — молярный объем газа.

Подставим известные значения:

\[ n(\text{CO}_2) = \frac{11,2 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,5 \text{ моль} \]

Шаг 3: Определение молей карбоната кальция

Из уравнения реакции видно, что 1 моль карбоната кальция дает 1 моль углекислого газа. Следовательно, для получения 0,5 моля углекислого газа необходимо 0,5 моля карбоната кальция:

\[ n(\text{CaCO}_3) = 0,5 \text{ моль} \]

Шаг 4: Масса карбоната кальция

Теперь найдем массу карбоната кальция, зная его молекулярную массу. Молярная масса CaCO₃:

• Ca = 40 г/моль
• C = 12 г/моль
• O₃ = 16 г/моль × 3 = 48 г/моль

Итого:

\[ M(\text{CaCO}_3) = 40 + 12 + 48 = 100 \text{ г/моль} \]

Теперь находим массу 0,5 моля CaCO₃:

\[ m(\text{CaCO}_3) = n(\text{CaCO}_3) \times M(\text{CaCO}_3) \]

\[ m(\text{CaCO}_3) = 0,5 \text{ моль} \times 100 \text{ г/моль} = 50 \text{ г} \]

Шаг 5: Находим массовую долю карбоната кальция

Общая масса смеси составляет 161 г. Массовая доля карбоната кальция вычисляется по формуле:

\[ \text{Массовая доля} = \left( \frac{m(\text{CaCO}_3)}{m_{\text{общ}}} \right) \times 100\% \]

Подставляем значения:

\[ \text{Массовая доля} = \left( \frac{50}{161} \right) \times 100\% \approx 31,06\% \]

Ответ

Массовая доля карбоната кальция в исходной смеси составляет примерно 31,06%.