Вопрос школьника
На растворение смеси оксида и карбоната магния было затрачено 520,65 мл 15%-ного раствора хлороводорода (ρ = 1,075 г/мл). При этом выделилось 8,96 л (н. у.) газа. Какова масса исходной смеси?
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать закон Генри, который гласит, что количество газа, растворенного в жидкости, пропорционально давлению этого газа над жидкостью. Также необходимо учитывать, что при растворении карбоната магния в кислоте выделяется углекислый газ.
1. Найдем количество молярного газа, выделившегося при растворении смеси оксида и карбоната магния:
V = 8,96 л (н. у.) = 8,96/22,4 = 0,4 моль
2. Найдем количество углекислого газа, выделившегося при растворении карбоната магния:
MgCO3 + 2HCl → MgCl2 + CO2 + H2O
1 моль MgCO3 выделяет 1 моль CO2
Масса MgCO3 = масса MgO + масса CO2
Масса CO2 = n(CO2) * M(CO2) = 0,2 * 44 = 8,8 г
3. Найдем количество молярного газа, растворенного в 520,65 мл 15%-ного раствора хлороводорода:
ρ(HCl) = 1,075 г/мл
m(HCl) = V(HCl) * ρ(HCl) = 520,65 * 1,075 = 559,4 г
n(HCl) = m(HCl) / M(HCl) = 559,4 / 36,5 = 15,34 моль
n(H2O) = n(HCl) = 15,34 моль
n(H2) = n(HCl) — n(H2O) = 15,34 — 15,34 = 0 моль
n(O2) = n(HCl) — 2 * n(H2O) = 15,34 — 2 * 15,34 = -15,34 моль
n(CO2) = n(HCl) = 15,34 моль
4. Найдем количество моль MgO и MgCO3 в исходной смеси:
MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O
1 моль MgO выделяет 1 моль H2O
n(H2O) = n(MgO) = 0,2 моль
n(MgO) = m(MgO) / M(MgO) = n(H2O) = 0,2 моль
n(MgCO3) = n(CO2) / 2 = 0,1 моль
5. Найдем массу исходной смеси:
m(MgO) = n(MgO) * M(MgO) = 0,2 * 40 = 8 г
m(MgCO3) = n(MgCO3) * M(MgCO3) = 0,1 * 84 = 8,4 г
m(исходной смеси) = m(MgO) + m(MgCO3) = 8 + 8,4 = 16,4 г
Ответ: масса исходной смеси составляет 16,4 г.
