Вопрос школьника
В избытке соляной кислоты растворили 250 г мрамора. После реакции осталось 50 г нерастворившегося вещества. Массовая доля некарбонатных примесей равна
Ответ от учителя
Дано:
— Масса мрамора (CaCO3) = 250 г
— Масса нерастворившегося вещества = 50 г
Найдем массу растворившегося вещества:
Масса растворившегося вещества = Масса мрамора — Масса нерастворившегося вещества
Масса растворившегося вещества = 250 г — 50 г = 200 г
Рассмотрим реакцию растворения мрамора в соляной кислоте:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
Из уравнения реакции видно, что при растворении мрамора в соляной кислоте образуется газ CO2, который выходит в атмосферу. Поэтому массовая доля некарбонатных примесей в полученном растворе будет равна отношению массы нерастворившегося вещества к массе полученного раствора:
Массовая доля некарбонатных примесей = (Масса нерастворившегося вещества / Масса полученного раствора) x 100%
Масса полученного раствора = Масса мрамора + Масса соляной кислоты
Масса полученного раствора = 250 г + Масса соляной кислоты
Чтобы найти массу соляной кислоты, необходимо знать ее концентрацию. Предположим, что соляная кислота имеет концентрацию 37% (это типичная концентрация технической соляной кислоты). Тогда можно воспользоваться формулой для расчета количества вещества:
n(HCl) = m(HCl) / M(HCl)
где n(HCl) — количество вещества соляной кислоты, моль;
m(HCl) — масса соляной кислоты, г;
M(HCl) — молярная масса соляной кислоты, г/моль.
M(HCl) = 36,5 г/моль (молярная масса HCl)
m(HCl) = V(HCl) x ρ(HCl) = 0,37 x 1000 = 370 г (масса 1 л 37% раствора HCl)
n(HCl) = 370 г / 36,5 г/моль = 10,1 моль
Теперь можно найти массу полученного раствора:
Масса полученного раствора = Масса мрамора + Масса соляной кислоты
Масса полученного раствора = 250 г + 370 г = 620 г
Массовая доля некарбонатных примесей = (Масса нерастворившегося вещества / Масса полученного раствора) x 100%
Массовая доля некарбонатных примесей = (50 г / 620 г) x 100% = 8,06%
Ответ: Массовая доля некарбонатных примесей в полученном растворе равна 8,06%.
