Шешімі: Массовая доля хлороводорода
Нитрид лития массой 3,5 г растворили в 365 г 10%-ного раствора соляной кислоты. К полученному раствору добавили 20 г карбоната кальция. Определите массовую долю хлороводорода в полученном растворе.
Запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления, указывая единицы измерения искомых физических величин.
Шешімін қадамдап көрсету
13 қадамЗапишем уравнение взаимодействия нитрида лития с соляной кислотой. В водном растворе образуется хлорид аммония:
$$\mathrm{Li_3N + 4HCl \rightarrow 3LiCl + NH_4Cl}$$Найдём массу и количество вещества хлороводорода в исходном растворе:
$$m(\mathrm{HCl})=365\cdot 0{,}10=36{,}5\ \mathrm{г};\quad n(\mathrm{HCl})=\frac{36{,}5}{36{,}5}=1{,}0\ \mathrm{моль}$$Рассчитаем количество вещества нитрида лития:
$$M(\mathrm{Li_3N})=3\cdot 7+14=35\ \mathrm{г/моль};\quad n(\mathrm{Li_3N})=\frac{3{,}5}{35}=0{,}10\ \mathrm{моль}$$По уравнению реакции 1 моль нитрида лития реагирует с 4 моль хлороводорода:
$$n_1(\mathrm{HCl})=4\cdot 0{,}10=0{,}40\ \mathrm{моль}$$Количество хлороводорода, оставшееся после первой реакции:
$$n(\mathrm{HCl})=1{,}00-0{,}40=0{,}60\ \mathrm{моль}$$Запишем уравнение реакции карбоната кальция с хлороводородом:
$$\mathrm{CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + CO_2\uparrow + H_2O}$$Рассчитаем количество вещества карбоната кальция:
$$M(\mathrm{CaCO_3})=40+12+3\cdot 16=100\ \mathrm{г/моль};\quad n(\mathrm{CaCO_3})=\frac{20}{100}=0{,}20\ \mathrm{моль}$$На реакцию с карбонатом кальция израсходуется хлороводород:
$$n_2(\mathrm{HCl})=2\cdot 0{,}20=0{,}40\ \mathrm{моль}$$После второй реакции останется хлороводород:
$$n_{\text{ост}}(\mathrm{HCl})=0{,}60-0{,}40=0{,}20\ \mathrm{моль}$$Найдём массу оставшегося хлороводорода:
$$m_{\text{ост}}(\mathrm{HCl})=0{,}20\cdot 36{,}5=7{,}3\ \mathrm{г}$$В результате второй реакции выделяется углекислый газ. Его количество равно количеству прореагировавшего карбоната кальция:
$$n(\mathrm{CO_2})=0{,}20\ \mathrm{моль};\quad m(\mathrm{CO_2})=0{,}20\cdot 44=8{,}8\ \mathrm{г}$$Масса полученного раствора равна массе исходных веществ за вычетом массы выделившегося газа:
$$m_{\text{р-ра}}=365+3{,}5+20-8{,}8=379{,}7\ \mathrm{г}$$Вычислим массовую долю хлороводорода в полученном растворе:
$$\omega(\mathrm{HCl})=\frac{7{,}3}{379{,}7}\cdot 100\%=1{,}92\%$$Массовая доля хлороводорода в полученном растворе составляет $1{,}92\%$.
Бұл жауап талдау нәтижесінде алынды, бірақ банктің ресми кілтімен тексерілген жоқ — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Используют уравнение с образованием аммиака вместо уравнения, учитывающего протекание реакции в водном растворе: $\mathrm{Li_3N + 4HCl \rightarrow 3LiCl + NH_4Cl}$.
Не учитывают расход хлороводорода на реакцию с карбонатом кальция.
При расчёте массы раствора не вычитают массу выделившегося углекислого газа.
Считают массовую долю от массы исходного раствора, а не от массы полученного раствора.