Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 34 № 37070
i

Смесь каль­ция и кар­бо­на­та каль­ция, в ко­то­рой мас­со­вая доля ато­мов каль­ция со­став­ля­ет 50%, рас­тво­ри­ли в 300  г со­ля­ной кис­ло­ты, взя­той в из­быт­ке. При этом об­ра­зо­вал­ся рас­твор мас­сой 330  г. Один из вы­де­лив­ших­ся газов был по­гло­щен 200  г 8%-⁠го рас­тво­ра гид­рок­си­да на­трия. Вы­чис­ли­те мас­со­вую долю соли в рас­тво­ре, по­лу­чив­шем­ся в ре­зуль­та­те ре­ак­ции. В от­ве­те за­пи­ши­те урав­не­ния ре­ак­ций, ко­то­рые ука­за­ны в усло­вии за­да­чи, и при­ве­ди­те все не­об­хо­ди­мые вы­чис­ле­ния (ука­зы­вай­те еди­ни­цы из­ме­ре­ния и обо­зна­че­ния ис­ко­мых фи­зи­че­ских ве­ли­чин).

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

1.  За­пи­шем урав­не­ние про­те­ка­ю­щих ре­ак­ций:

\ChemFormCa плюс 2HCl = CaCl_2 плюс H_2;

\ChemFormCaCO_3 плюс 2HCl = CaCl_2 плюс CO_2 плюс H_2O;

\ChemFormCO_2 плюс NaOH = NaHCO_3.

2.  Масса рас­тво­ра:

\it m\rm левая круг­лая скоб­ка рас­тво­ра пра­вая круг­лая скоб­ка = m левая круг­лая скоб­ка обр. рас­тво­ра пра­вая круг­лая скоб­ка минус m левая круг­лая скоб­ка HCl пра­вая круг­лая скоб­ка = 330 г минус 300 г = 30г.

Пусть в ис­ход­ной смеси \nu\rm левая круг­лая скоб­ка Ca пра­вая круг­лая скоб­ка = \it x моль, а \nu\rm левая круг­лая скоб­ка CaCO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = \it y моль. Тогда в рас­тво­ре после вы­де­ле­ния газа:

 \it m\rm левая круг­лая скоб­ка смеси пра­вая круг­лая скоб­ка =  40 умно­жить на \it x +  100 умно­жить на \it y -  2 умно­жить на \it x -  44 умно­жить на \it y =  30 г.

При этом из­вест­но, что мас­со­вая доля каль­ция в ис­ход­ной смеси 50%:

\omega\rm левая круг­лая скоб­ка Ca пра­вая круг­лая скоб­ка = 40 умно­жить на левая круг­лая скоб­ка \it x +  \it y )/ левая круг­лая скоб­ка 40 умно­жить на \it x + 100 умно­жить на \it y ) = 0,5.

Решив си­сте­му из двух урав­не­ний с двумя не­из­вест­ны­ми, на­хо­дим:

\nu\rm левая круг­лая скоб­ка Ca пра­вая круг­лая скоб­ка = \it x моль =  0,2 моль;

\nu\rm левая круг­лая скоб­ка CaCO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = \it y моль =  0,4 моль.

Со­глас­но урав­не­нию ре­ак­ции (2) из 1 моль кар­бо­на­та каль­ция об­ра­зу­ет­ся 1 моль уг­ле­кис­ло­го газа:

\nu\rm левая круг­лая скоб­ка CaCO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = \nu\rm левая круг­лая скоб­ка CO_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,4 моль.

Най­дем ко­ли­че­ство ве­ще­ства гид­рок­си­да на­трия:

\it \nu\rm левая круг­лая скоб­ка NaOH пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: \it m_NaOH, зна­ме­на­тель: \it M_NaOH конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 200 умно­жить на 0,08, зна­ме­на­тель: 40 конец дроби = 0,4 моль.

От­но­ше­ние ко­ли­че­ства ве­ще­ства уг­ле­кис­ло­го газа к ко­ли­че­ству ве­ще­ства гид­рок­си­да на­трия  — 1:1. От­сю­да сле­ду­ет, что в ре­ак­ции об­ра­зу­ет­ся гид­ро­кар­бо­нат на­трия (ре­ак­ция 3). Най­дем его массу:

\nu\rm левая круг­лая скоб­ка NaHCO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = \nu\rm левая круг­лая скоб­ка CO_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,4 моль;

\it m\rm левая круг­лая скоб­ка NaHCO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = \nu\rm левая круг­лая скоб­ка NaHCO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на \it M\rm левая круг­лая скоб­ка NaHCO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,4 умно­жить на 84 = 33,6г.

Те­перь най­дем массу рас­тво­ра, со­сто­я­щую из массы гид­рок­си­да на­трия и массы уг­ле­кис­ло­го газа:

\it m\rm левая круг­лая скоб­ка CO_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = \nu\rm левая круг­лая скоб­ка CO_2 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на \it M\rm левая круг­лая скоб­ка CO_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,4 умно­жить на 44 = 17,6г;

\it m\rm левая круг­лая скоб­ка рас­тво­ра пра­вая круг­лая скоб­ка = \it m левая круг­лая скоб­ка NaOH пра­вая круг­лая скоб­ка + \it m левая круг­лая скоб­ка газ пра­вая круг­лая скоб­ка = 200 г плюс 17,6 г =  217,6г.

Най­дем мас­со­вую долю гид­ро­кар­бо­на­та на­трия в рас­тво­ре:

\it \omega\rm левая круг­лая скоб­ка NaHCO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: \it m\rm левая круг­лая скоб­ка NaHCO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: \it m\rm левая круг­лая скоб­ка рас­тво­ра пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 33,6, зна­ме­на­тель: 217,6 конец дроби = 0,154 или 15,4 \%.


-------------
Дублирует задание № 30267.
Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Ответ пра­виль­ный и пол­ный, со­дер­жит все на­зван­ные выше эле­мен­ты4
Пра­виль­но за­пи­са­ны три эле­мен­та от­ве­та3
Пра­виль­но за­пи­са­ны два эле­мен­та от­ве­та2
Пра­виль­но за­пи­сан один эле­мент от­ве­та1
Все эле­мен­ты от­ве­та за­пи­са­ны не­вер­но0
Мак­си­маль­ный балл4
Источники:
Раздел кодификатора ФИПИ: 4.3.9 Рас­че­ты мас­со­вой доли (массы) хи­ми­че­ско­го со­еди­не­ния в смеси