Часть вещества разложилась при нагревании карбоната магния, в результате выделилось 5,6 литров газа и образовалось 18,4

Шустр_3088

27

Давайте разберем задачу пошагово.

Шаг 1: Запишем уравнение реакции разложения карбоната магния:

\[MgCO_3 \rightarrow MgO + CO_2\]

Шаг 2: Рассчитаем количество вещества сформировавшегося газа. Для этого воспользуемся уравнением Клапейрона:

\[PV = nRT\]

где P - давление газа (в данном случае равно атмосферному давлению), V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная (равна 0,082 атм*л/моль*К), T - температура газа (в данном случае возьмем комнатную температуру, равную 298 K).

Мы знаем, что объем газа равен 5,6 литров, поэтому:

\[n = \frac{{PV}}{{RT}}\]

Подставляя известные значения, получаем:

\[n = \frac{{1 \cdot 5,6}}{{0,082 \cdot 298}}\]

\[n \approx 0,23\]

Таким образом, количество вещества газа равно 0,23 моль.

Шаг 3: Рассчитаем количество вещества твердого остатка. Масса твердого остатка равна 18,4 грамма. Для этого воспользуемся молярной массой карбоната магния:

\[M(MgCO_3) = 24,3 + 12 + (3 \cdot 16)\]

\[M(MgCO_3) = 84,3\]

\[n = \frac{{m}}{{M(MgCO_3)}}\]

\[n = \frac{{18,4}}{{84,3}}\]

\[n \approx 0,22\]

Таким образом, количество вещества твердого остатка равно 0,22 моля.

Шаг 4: Рассмотрим реакцию растворения твердого остатка в соляной кислоте:

\[MgO + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2O\]

Так как мы знаем количество вещества твердого остатка, можем рассчитать количество вещества соляной кислоты, которая прореагировала:

\[n_{HCl} = n_{MgO} \cdot 2\]

\[n_{HCl} = 0,22 \cdot 2 = 0,44\]

Шаг 5: Рассчитаем массу соляной кислоты:

\[m_{HCl} = n_{HCl} \cdot M(HCl)\]

Молярная масса соляной кислоты равна:

\[M(HCl) = 36,5 + 1 = 37,5\]

\[m_{HCl} = 0,44 \cdot 37,5\]

\[m_{HCl} \approx 16,5\]

Таким образом, масса соляной кислоты в конечном растворе равна 16,5 грамма.

Шаг 6: Рассчитаем массу конечного раствора. Масса раствора равна сумме массы твердого остатка и массы соляной кислоты:

\[m_{раствора} = 18,4 + 365\]

\[m_{раствора} = 383,4\]

Шаг 7: Рассчитаем массовую долю соляной кислоты в конечном растворе:

\[X_{HCl} = \frac{{m_{HCl}}}{{m_{раствора}}} \cdot 100\%\]

\[X_{HCl} = \frac{{16,5}}{{383,4}} \cdot 100\% \approx 4,3\%\]

Таким образом, массовая доля соляной кислоты в конечном растворе составляет 4,3%.

Шаг 8: Теперь определим массовую долю соляной кислоты в исходном растворе. Масса исходного раствора состоит из массы твердого остатка и массы соляной кислоты:

\[m_{исходного \: раствора} = 18,4 + m_{HCl}\]

\[m_{исходного \: раствора} = 18,4 + 16,5 = 34,9\]

Массовая доля соляной кислоты в исходном растворе:

\[X_{HCl(исходный)} = \frac{{m_{HCl}}}{{m_{исходного \: раствора}}} \cdot 100\%\]

\[X_{HCl(исходный)} = \frac{{16,5}}{{34,9}} \cdot 100\%\]

\[X_{HCl(исходный)} \approx 47,3\%\]

Таким образом, массовая доля соляной кислоты в исходном растворе составляет примерно 47,3%.