Вопрос школьника
Вещество, полученное при сжигании 24 г кальция в кислороде, растворили в 164,25 г раствора соляной кислоты, содержащего 20% хлороводорода. Раствор выпарили и прокалили. Определите состав и массу сухого остатка
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать закон сохранения массы и закон пропорций в химических реакциях.
1. Найдем количество кальция, сгоревшего в реакции:
Ca + O2 → CaO
M(Ca) = 40 г/моль
n(Ca) = m/M = 24 г / 40 г/моль = 0,6 моль
2. Найдем количество образовавшегося оксида кальция:
n(CaO) = n(Ca) = 0,6 моль
M(CaO) = 56 г/моль
m(CaO) = n(CaO) * M(CaO) = 0,6 моль * 56 г/моль = 33,6 г
3. Рассчитаем количество соляной кислоты в растворе:
m(HCl) = 164,25 г * 0,2 = 32,85 г
M(HCl) = 36,5 г/моль
n(HCl) = m(HCl) / M(HCl) = 32,85 г / 36,5 г/моль = 0,9 моль
4. Найдем количество образовавшегося хлорида кальция:
CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O
n(HCl) = 2 * n(CaO) = 1,2 моль
n(CaCl2) = n(CaO) = 0,6 моль
M(CaCl2) = 111 г/моль
m(CaCl2) = n(CaCl2) * M(CaCl2) = 0,6 моль * 111 г/моль = 66,6 г
5. Рассчитаем массу воды, образовавшейся в реакции:
m(H2O) = n(HCl) * M(H2O) = 1,2 моль * 18 г/моль = 21,6 г
6. Найдем массу сухого остатка:
m(остаток) = m(CaO) + m(CaCl2) = 33,6 г + 66,6 г = 100,2 г
7. После выпаривания раствора и прокаливания остатка в нем остается только хлорид кальция:
CaCl2 → CaCl2
M(CaCl2) = 111 г/моль
n(CaCl2) = m(остаток) / M(CaCl2) = 100,2 г / 111 г/моль = 0,9 моль
m(остаток) = n(CaCl2) * M(CaCl2) = 0,9 моль * 111 г/моль = 99,9 г
Таким образом, состав сухого остатка — хлорид кальция, масса сухого остатка — 99,9 г.
