Решение: Массовая доля хлороводорода
При взаимодействии избытка карбоната магния с 146 г раствора хлороводорода было получено 2,24 л углекислого газа (н.у.). Вычислите массовую долю хлороводорода в исходном растворе.
В ответе запишите уравнение реакции, о которой идёт речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Решение по шагам
5 шаговЗаписываем уравнение реакции взаимодействия карбоната магния с хлороводородом:
$$\mathrm{MgCO_3 + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + CO_2 + H_2O}$$Вычисляем количество вещества углекислого газа при нормальных условиях:
$$n(\mathrm{CO_2}) = \dfrac{V(\mathrm{CO_2})}{V_m} = \dfrac{2{,}24\ \mathrm{л}}{22{,}4\ \mathrm{л/моль}} = 0{,}1\ \mathrm{моль}$$По уравнению реакции на 1 моль углекислого газа приходится 2 моль хлороводорода:
$$n(\mathrm{HCl}) = 2n(\mathrm{CO_2}) = 2 \cdot 0{,}1 = 0{,}2\ \mathrm{моль}$$Вычисляем массу хлороводорода. Молярная масса $\mathrm{HCl}$ равна $36{,}5\ \mathrm{г/моль}$:
$$m(\mathrm{HCl}) = n(\mathrm{HCl})M(\mathrm{HCl}) = 0{,}2 \cdot 36{,}5 = 7{,}3\ \mathrm{г}$$Вычисляем массовую долю хлороводорода в исходном растворе массой 146 г:
$$\omega(\mathrm{HCl}) = \dfrac{m(\mathrm{HCl})}{m(\text{раствора})} \cdot 100\% = \dfrac{7{,}3\ \mathrm{г}}{146\ \mathrm{г}} \cdot 100\% = 5\%$$Уравнение: $\mathrm{MgCO_3 + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + CO_2 + H_2O}$. Массовая доля хлороводорода в исходном растворе равна $5\%$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывают коэффициент 2 перед $\mathrm{HCl}$ и принимают $n(\mathrm{HCl}) = n(\mathrm{CO_2})$.
Используют молярный объём газа, отличный от $22{,}4\ \mathrm{л/моль}$ при н.у.
Вычисляют массовую долю без умножения на $100\%$ или делят массу раствора на массу хлороводорода.