При нагревании карбоната магния часть вещества разложилась. При этом выделилось 5,6 л газа и образовалась 18,4 г твёрдого остатка, остаток растворили в 365 г соляной кислоты в конечном растворе составила2,9%. Вычислите массовую долю соляной кислоты исхдном растворе. В ответ запишите уравнений реакций которые указаны условии задачи и приведите все необходимые вычисления
Сначала произошло частичное разложение карбоната магния:
MgCO₃ → MgO + CO₂↑
1 моль 1 моль 1 моль (22,4 л
0,25 моль 0,25 моль ()
Vm - молярный объем (объем, занимаемый одним моль вещества, для всех газов это величина постоянная при постоянных давлении и температуре и равна 22,4 литра при нормальных условиях - давлении 1 атмосфера и температура 273 К
Количество вещества выделившегося оксида углерода (углекислого газа CO₂) равно:
n(CO₂) = V(CO₂) / Vm = 5,6 л / 22,4 л/моль = 0,25 моль
Согласно уравнению реакции, образовалось такое же количество вещества оксида магния
n(MgO) = n(CO₂) = 0,25 моль.
Масса образовавшегося оксида магния m(MgO) = n(MgO)*M(MgO) = 0.25 моль * 40 г/моль = 10 г.
В состав твердого остатка входят неразложившийся карбонат магния и образовавшийся оксид магния. Общая масса остатка 18,4 г. Масса оксида магния 10 г. Тогда масса неразложившегося карбоната магния 18,4-10 = 8,4 г. (Допускаем, что примесей других веществ нет
Оба вещества реагируют с соляной кислотой. В ходе реакции часть соляной кислоты (хлороводорода HCl) расходуется, ее масса, и соответственно, ее массовая доля уменьшается. Рассчитаем массу израсходованной кислоты.
MgCO₃ + 2 HCl → MgCl₂ + H₂O + CO₂↑
84 г 2*36,5 г
8,4 г х г
х = 8,4*2*36,5/84 = 7,3 г
MgO + 2 HCl → MgCl₂ + H₂O
40 г 2*36,5 г
10 г у г
у = 10*2*36,5/40 = 18,25 г
Масса израсходованной соляной кислоты 7,3+18,25 = 25,55 г
Пусть массовая доля кислоты (хлороводорода HCl) в исходном растворе была w.
Тогда масса кислоты в исходном растворе была w*m(раствор = 365w г.
Тогда масса кислоты после растворения остатка стала 365w-25,55 г.
Массовая доля кислоты изменяется не только за счет ее расходования, но и из-за изменения массы раствора. (Например, если к раствору соляной кислоты прилить воду, то массовая доля кислоты снизится, хотя кислота ни на какую реакцию не расходуется.
Масса раствора после растворения остатка равна сумме масс исходного раствора кислоты (365 г и массе добавленного твердого остатка (18,4 г
Однако надо учесть, что масса еще и уменьшилась за счет выделившегося оксида углерода (углекислый газ улетучивается. Найдем массу выделившегося CO₂.
MgCO₃ + 2 HCl → MgCl₂ + H₂O + CO₂↑
84 г 44 г
8,4 г х г
х = 8,4*44/84 = 4,4 г
Итоговая масса раствора равна 365 + 18,4 - 4,4 = 379 г.
По условию задачи массовая доля кислоты в итоговом растворе 2,9% или 0,029.
Выражение для массовой доли кислоты в итоговом растворе имеет вид:
(365w-25,55) / 379 = 0,029 (массу кислоты делим на массу раствора
Решая это уравнение относительно w, получим массовую долю кислоты в исходном растворе.
(365w-25,55) / 379 = 0,029
365w-25,55 = 0,029*379 = 10,99
365w = 10,99 + 25,55 = 36,54
w = 36,54/365 = 0,100 = 10%
Ответ: 10%
В 980 г 5% -го раствора фосфорной кислоты растворили 152 г оксида фосфора (V). Вычислите массовую долю фосфорной кислоты в полученном растворе.
M1 H3PO4 = 980*0,05 = 49г
P2O5+3H2O = 2H3PO4 n P2O5= 152/142 = 1,07моль
1моль-2моль nH3PO4 =2nP2O5= 2*1,07 = 2,14моль
m2 H3PO4 = 2,14*98 = 209,8г
mобщ. H3PO4 =49+209,8 = 258,8г
mр-ра= 980+152 = 1132г w = mвещ. /mр-ра*100%
w = 258,8/1132*100%=22,86%
В 450 мл воды растворили 50 г оксида серы ( 6 ) (н.у. Вычислите массовую долю серной кислоты в полученном растворе.
SO3+H2O = H2SO4;
m(H2O)=p(H2O)*V(H2O)=1*450 = 450 г;
m(р-ра = 450+50 = 500 г;
M(SO3)=80 г/моль;
n(SO3)=m(SO3) / M(SO3)=50 / 80 = 0,625 моль;
n(H2SO4)=n(SO3)=0,625 моль (по уравнению реакции;
M(H2SO4)=98 г/моль;
m(H2SO4)=n(H2SO4) *M(H2SO4)=0,625 * 98 = 61,25 г;
w(H2SO4)=m(H2SO4) / m(р-ра = 61,25 / 500 *100%=12,25 %.
Вычислите массовую долю серной кислоты в растворе, полученном при растворение 40г кислоты в 160г воды
Дано:
m(H2O)=160 г
mв-ва = 40 г
___________
w%-
решение:
w = 40/200*100%=20%
mр-ра = 160+40 = 200 г
К 450 мл 5 M раствора H2SO4 прилили 150 мл воды, получили раствор с плотностью 1,220г, ил вычислить массовую долю серной кислоты и эквивалентную концентрацию
Дано:
Cm = 5 M
V1(p-pa) = 450 мл
+m(H2O) = 150 мл
p2 = 1,22г/мл
Найти:
w(H2SO4), Cn
Решение:
w = m(в-ва ÷ m(p-pa)
m(H2SO4) = n(H2SO4) × Mr(H2SO4)
n(H2SO4) = V1(p-pa) × Cm = 0,45л × 5 моль/л = 2,25 моль
Mr(H2SO4) = 98 г/моль
m(H2SO4) = 2,25 моль × 98 г/моль = 220,5 г
m(p-pa) = p2 × V2
V2 = V1 + V(H2O) = 450мл + 150мл = 600мл
m(p-pa) = 1,22 г/мл × 600 мл =
732 г
w(H2SO4) = 220,5 г ÷ 732 г = 0,30 × 100% = 30%
Сn = Cm × z
z(H2SO4) = 2
Cn = 5 M × 2 = 10 N
Ответ: w(H2SO4) = 30%, Cn = 10 N
Задача: В 300 мл воды растворили 20 г оксида серы (VI). Вычислите массовую долю серной кислоты в полученном растворе.
Если растворить оксид серы (4), то получится сернистая кислота.
n SO2 = 40/64 = 0,625моль
SO2+H2O = H2SO3
1моль****1моль nSO2 = nH2SO3=0,625моль
m= n * M M H2SO3 = 82г/моль mH2SO3 = 0,625*82 = 51,25г
w = 51,25/ 40+420 = 0,11 или 11%
Вычислите массовую долю(℅) азотной кислоты в растворе, если известно что 200 г этого раствора полностью прореагировали с 4г гидроксида натрия
Дано:
m(p-pa HNO3) = 200 г
m(NaOH) = 4 г
Найти:
ω(p-pa HNO3)=?
Решение.
M(NaOH) = 40 г/моль
n(NaOH) = 4 г/40 г/моль = 0,1 моль
HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O
Из УХР следует, что n(HNO3)=n(NaOH) = 0,1 моль
M(HNO3) = 63 г/моль
m(HNO3) = 0,1 моль * 63 г/моль = 6,3 г
ω(HNO3) = 6,3 г/200 г = 0,0315 или 3,15%
Ответ: 3,15%
Два литра раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4 60% и плотностью 1,5 г/мл упарили до 1 кг. Вычислите массовую долю кислоты в полученном растворе
Дано:
V(p-pa H2SO4) = 2 л = 2000 мл
ω(H2SO4) = 60% = 0,6
ρ(р-ра H2SO4) = 1,5 г/мл
m’(p-pa H2SO4) = 1 кг = 1000 г
Найти:
ω’(H2SO4) -
Решение.
Находим массу исходного раствора:
m(p-pa H2SO4) = V(p-pa H2SO4)*ρ(H2SO4)
m(p-pa H2SO4) = 2000 мл*1,5 г/мл = 3000 г
Находим массу серной кислоты в исходном растворе:
m(H2SO4) = m(p-pa H2SO4)*ω(H2SO4)
m(H2SO4) = 3000 г*0,6 = 1800 г
Из решения вытекает, что упарить до 1 кг не возможно, так как в исходном растворе содержится 1,8 кг серной кислоты. При 450°С серная кислота разлагается до SO3 и воды, которая испаряется.
H2SO4 = H2O + SO3 (450°C), но я , что при такой температуре никто упаривать серную кислоту не будет.
