34

Решение: Массовая доля кислоты в растворе

ЕГЭ · Химия · Задание 34 · Химические расчёты
ВысокаяФИПИ9BF202Развёрнутое решение≈ 15 минутРазбор в 11 шагов
Условие

При нагревании образца карбоната бария часть вещества разложилась. При этом выделилось $1{,}12\ \text{л}$ (н.у.) газа. Масса твёрдого остатка составила $27{,}35\ \text{г}$. Этот остаток добавили к $73\ \text{г}$ $30\%$-ного раствора соляной кислоты. Определите массовую долю кислоты в полученном растворе.

Запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления, указывая единицы измерения искомых физических величин.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

11 шагов
1

При нагревании карбонат бария разлагается с образованием оксида бария и углекислого газа.

$$\mathrm{BaCO_3 \xrightarrow{t} BaO + CO_2}$$
2

Определяем количество вещества выделившегося углекислого газа при н.у.:

$$n(\mathrm{CO_2})=\frac{V(\mathrm{CO_2})}{V_m}=\frac{1{,}12\ \mathrm{л}}{22{,}4\ \mathrm{л/моль}}=0{,}050\ \mathrm{моль}$$
3

По уравнению разложения количество разложившегося карбоната бария равно $0{,}050\ \text{моль}$, а количество образовавшегося оксида бария также равно $0{,}050\ \text{моль}$. Его масса:

$$m(\mathrm{BaO})=nM=0{,}050\ \mathrm{моль}\cdot153{,}3\ \mathrm{г/моль}=7{,}665\ \mathrm{г}$$
4

Масса непрореагировавшего карбоната бария в остатке:

$$m(\mathrm{BaCO_3})=27{,}35\ \mathrm{г}-7{,}665\ \mathrm{г}=19{,}685\ \mathrm{г}$$
5

Количество вещества непрореагировавшего карбоната бария:

$$n(\mathrm{BaCO_3})=\frac{19{,}685\ \mathrm{г}}{197\ \mathrm{г/моль}}=0{,}100\ \mathrm{моль}$$
6

При добавлении остатка к соляной кислоте протекают две реакции:

$$\mathrm{BaCO_3+2HCl\rightarrow BaCl_2+CO_2\uparrow+H_2O};\quad \mathrm{BaO+2HCl\rightarrow BaCl_2+H_2O}$$
7

Количество соляной кислоты, необходимое для реакции с остатком:

$$n(\mathrm{HCl})=2\cdot0{,}100+2\cdot0{,}050=0{,}300\ \mathrm{моль}$$
8

Изначально в растворе содержалось:

$$m(\mathrm{HCl})_0=73\ \mathrm{г}\cdot0{,}30=21{,}9\ \mathrm{г};\quad n(\mathrm{HCl})_0=\frac{21{,}9\ \mathrm{г}}{36{,}5\ \mathrm{г/моль}}=0{,}600\ \mathrm{моль}$$
9

После реакций осталось $0{,}300\ \text{моль}$ соляной кислоты, или:

$$m(\mathrm{HCl})_{\text{ост}}=(0{,}600-0{,}300)\ \mathrm{моль}\cdot36{,}5\ \mathrm{г/моль}=10{,}95\ \mathrm{г}$$
10

При реакции карбоната бария выделяется ещё $0{,}100\ \text{моль}$ углекислого газа, то есть $4{,}4\ \text{г}$. Масса полученного раствора:

$$m_{\text{р-ра}}=73\ \mathrm{г}+27{,}35\ \mathrm{г}-4{,}4\ \mathrm{г}=95{,}95\ \mathrm{г}$$

Массовая доля соляной кислоты в полученном растворе:

$$\omega(\mathrm{HCl})=\frac{10{,}95\ \mathrm{г}}{95{,}95\ \mathrm{г}}\cdot100\%=11{,}4\%$$
Ответ

Массовая доля соляной кислоты в полученном растворе составляет $11{,}4\%$.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Не учитывать, что в твёрдом остатке находятся и непрореагировавший $\mathrm{BaCO_3}$, и образовавшийся $\mathrm{BaO}$.

Считать, что вся соляная кислота израсходовалась.

Не вычитать массу выделившегося при реакции углекислого газа из массы полученного раствора.

Использовать массу всего исходного образца вместо массы веществ в твёрдом остатке.

Закрепить приёмВ теме «Химические расчёты» ещё 309 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 34 ЕГЭ, химия

Разбор этой задачи разложен на 11 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Химические расчёты»: в ней 310 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.