Яка масова частка солі в отриманому розчині, коли кальцій карбонат масою 150 г реагує з розчином хлоридної кислоти

Сверкающий_Джентльмен

49

Чтобы решить данную задачу, нам понадобятся некоторые сведения о реакции и концентрации.

Дано:
- Масса карбоната кальция: 150 г
- Масса хлоридной кислоты: 1 кг
- Массовая часть кислоты в растворе неизвестна

Нам нужно найти массовую долю соли в полученном растворе.

1. Найдем количества вещества каждого реагента.
Для этого воспользуемся соотношениями между массой, молярной массой и количеством вещества:
\[n = \frac{m}{M}\]
Где:
\(n\) - количество вещества (в молях)
\(m\) - масса вещества (в граммах)
\(M\) - молярная масса вещества (в г/моль)

Молярная масса карбоната кальция (CaCO₃) составляет 100,1 г/моль.
Таким образом, количество вещества карбоната кальция:
\[n_{CaCO_3} = \frac{150}{100,1} = 1,498 \, \text{моль}\]

Молярная масса хлоридной кислоты (HCl) составляет 36,5 г/моль.
Количество вещества хлоридной кислоты:
\[n_{HCl} = \frac{1000}{36,5} = 27,397 \, \text{моль}\]

2. Найдем соотношение между карбонатом кальция и хлоридной кислотой.
Исходя из сбалансированного уравнения реакции, одна молекула карбоната кальция (CaCO₃) реагирует с двумя молекулами хлоридной кислоты (2HCl).
То есть, количество карбоната кальция в реакции будет равно \(1,498\) моль, а количество хлоридной кислоты будет в два раза больше \(27,397 \times 2 = 54,794\) моль.

3. Найдем массу соли, образовавшейся в результате реакции.
Исходя из сбалансированного уравнения реакции, одна молекула карбоната кальция (CaCO₃) дает одну молекулу соли - хлорида кальция (CaCl₂).
Молярная масса хлорида кальция (CaCl₂) составляет 110,98 г/моль.
Таким образом, масса соли будет равна:
\[m_{\text{соли}} = n_{\text{CaCl}_2} \times M_{\text{CaCl}_2}\]
\[m_{\text{соли}} = 54,794 \times 110,98 = 6,084 \, \text{г}\]

4. Найдем массовую долю соли в растворе.
Массовая доля выражается как отношение массы соли к массе раствора, умноженное на 100%:
\[M_{\text{раствора}} = m_{\text{карбоната кальция}} + m_{\text{хлоридной кислоты}}\]
\[M_{\text{раствора}} = 150 + 1000 = 1150 \, \text{г}\]
\[w = \frac{m_{\text{соли}}}{M_{\text{раствора}}} \times 100\% = \frac{6,084}{1150} \times 100\% \approx 0,530\]

Таким образом, массовая доля соли в полученном растворе составляет примерно 0,530 или 53%.