Смесь кальция и карбоната кальция, в которой массовая доля атомов кальция составляет 50%, растворили в 300 г соляной кислоты, взятой в избытке. При этом образовался раствор массой 330 г. Один из выделившихся газов был поглощён 400 г 4%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю соли в образовавшемся после поглощения газа растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).
Ответ
Уравнения реакций:
[1] Ca + 2HCl = CaCl2 + H2
[2] CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O
[3] CO2 + NaOH = NaHCO3
Вычисления:
Δm(р-ра) = 330 – 300 = 30 г
Пусть в исходной смеси
n(Ca) = х моль
n(CaCO3) = y моль
Тогда:
Δm(р-ра) = 40х + 100у – 2х – 44у = 30 г
ω(Ca) = 40(х + у) / (40x + 100у) = 0,5
n(Ca) = x = 0,2 моль
n(CaCO3) = y = 0,4 моль
n(CO2) = n(CaCO3) = 0,4 моль
m(CO2) = 0,4 ∙ 44 = 17,6 г
m(NaOH) = 400 ∙ 0,04 = 16 г
n(NaOH) = 16 / 40 = 0,4 моль
n(NaHCO3) = n(NaOH) = 0,4 моль
m(NaHCO3) = 0,4 ∙ 84 = 33,6 г
Вычисляем массовую долю соли в растворе:
m(р-ра) = 400 + 17,6 = 417,6 г
ω(NaHCO3) = 33,6 / 417,6 = 0,08, или 8%