Какова масса смеси гидрокарбоната калия и карбоната кальция, если при добавлении избытка соляной кислоты выделилось

Сергеевич_6942

47

Чтобы решить данную задачу, нам понадобятся химические уравнения для реакции между гидрокарбонатом калия (KHCO3), карбонатом кальция (CaCO3) и соляной кислотой (HCl).

Химическое уравнение для реакции между гидрокарбонатом калия и соляной кислотой:

\[KHCO3 + HCl → KCl + CO2 + H2O\]

Химическое уравнение для реакции между карбонатом кальция и соляной кислотой:

\[CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O\]

Из уравнений видно, что протекают две параллельные реакции, в обоих случаях образуется углекислый газ (CO2). Мы знаем, что выделилось 30,8 г углекислого газа.

Теперь давайте рассмотрим количество вещества углекислого газа (CO2), которое образуется в реакциях. Молярная масса CO2 равна примерно 44 г/моль.

Масса CO2 в данной задаче составляет 30,8 г. Для вычисления количества вещества (в молях) используем формулу:

\[n = \frac{m}{M}\]

где \(n\) - количество вещества (в молях), \(m\) - масса вещества (в граммах), \(M\) - молярная масса вещества (в г/моль).

Давайте найдем количество вещества \(n\) углекислого газа:

\[n_{CO2} = \frac{30,8 \, г}{44 \, г/моль} \approx 0,7 \, моль\]

Теперь мы знаем количество вещества образовавшегося углекислого газа. Поскольку углекислый газ образуется при реакции как с гидрокарбонатом калия, так и с карбонатом кальция, можно предположить, что он образуется в результате полного расщепления обоих соединений.

Теперь давайте рассмотрим соотношение гидрокарбоната калия и карбоната кальция в смеси. Для этого воспользуемся соотношением:

\[n_{KHCO3} : n_{CaCO3} = 1:1\]

Известно, что количество вещества углекислого газа равно количеству вещества гидрокарбоната калия и карбоната кальция вместе взятых:

\[n_{CO2} = n_{KHCO3} + n_{CaCO3}\]

Подставим значения и решим уравнение:

\[0,7 \, моль = n_{KHCO3} + n_{CaCO3}\]

Так как гидрокарбонат калия (KHCO3) и карбонат кальция (CaCO3) имеют одинаковое количество вещества, то мы можем предположить, что составляют одинаковую долю от общего количества вещества, и это половина общего количества вещества (по 0,35 моль каждого соединения).

Используя формулу нахождения массы вещества, найдем массу гидрокарбоната калия и карбоната кальция:

\[m_{total} = n_{total} \cdot M_{total}\]

\[m_{total} = 0,7 \, моль \cdot (M_{KHCO3} + M_{CaCO3})\]

Изучив химические формулы веществ, можем найти молярные массы \(M_{KHCO3}\) и \(M_{CaCO3}\).

Молярная масса гидрокарбоната калия (KHCO3) равна:

\[M_{KHCO3} = (39 + 1 + 12 +16 + 16 + 16) \, г/моль = 138 \, г/моль\]

Молярная масса карбоната кальция (CaCO3) равна:

\[M_{CaCO3} = (40 + 12 + 16 + 16 + 16 + 16) \, г/моль = 100 \, г/моль\]

Подставляем значения в формулу:

\[m_{total} = 0,7 \, моль \cdot (138 \, г/моль + 100 \, г/моль)\]

\[m_{total} = 0,7 \, моль \cdot 238 \, г/моль\]

\[m_{total} = 166,6 \, г\]

Итак, масса смеси гидрокарбоната калия и карбоната кальция равна примерно 166,6 граммам.