Какова массовая доля соляной кислоты в исходном растворе, если при нагревании карбоната магния выделилось 5,6 л газа

Суть вопроса: Расчет массовой доли вещества

Пояснение: Задача заключается в определении массовой доли соляной кислоты в исходном растворе на основе данных о выделении газа и образовании твердого остатка при нагревании карбоната магния, а также о растворении этого остатка в соляной кислоте.

В условии задачи имеются следующие данные:
1) Объем выделившегося газа - 5,6 л.
2) Масса образовавшегося твердого остатка - 18,4 г.
3) Масса соляной кислоты, в которую растворился твердый остаток - 365 г.
4) Массовая доля соляной кислоты в конечном растворе - 2,9%.

Для начала рассмотрим процесс нагревания карбоната магния. В результате этой реакции образуется газ и твердый остаток:

MgCO3 + 2HCl → MgCl2 + H2O + CO2

На основе данной реакции и объема выделившегося газа можно определить количество вещества углекислого газа, используя соотношение между объемом и количеством вещества газа. Затем, используя молярные массы соответствующих веществ, можно определить массу углекислого газа и массу твердого остатка.

Затем рассмотрим процесс растворения твердого остатка в соляной кислоте. В результате реакции образуется раствор соляной кислоты с массовой долей, равной 2,9%.

С помощью данной информации и массы соляной кислоты, в которую был растворен твердый остаток, можно рассчитать массовую долю соляной кислоты в исходном растворе.

Пример:
Рассчитайте массовую долю соляной кислоты в исходном растворе, если при нагревании карбоната магния выделилось 5,6 л газа и образовалось 18,4 г твердого остатка. Этот остаток был растворен в 365 г соляной кислоты, при этом массовая доля кислоты в конечном растворе составила 2,9%.

Решение:
1) Рассчитаем количество вещества углекислого газа:
Объем газа под нормальными условиями равен 5,6 л. По уравнению реакции видно, что на каждый моль газа приходится 1 моль карбоната магния. Таким образом, количество вещества углекислого газа равно 5,6 моль.

2) Рассчитаем массу углекислого газа:
Молярная масса углекислого газа CO2 равна 44 г/моль. Таким образом, масса углекислого газа равна 5,6 моль * 44 г/моль = 246,4 г.

3) Рассчитаем массу образовавшегося твердого остатка:
Масса образовавшегося твердого остатка равна 18,4 г.

4) Рассчитаем массу соляной кислоты в исходном растворе:
Масса соляной кислоты в итоге составляет 365 г.
Массовая доля соляной кислоты в конечном растворе составляет 2,9%, что равно 2,9 г на 100 г раствора.
Таким образом, масса соляной кислоты в исходном растворе равна 365 г - 2,9 г = 362,1 г.

5) Рассчитаем массовую долю соляной кислоты в исходном растворе:
Массовая доля соляной кислоты в исходном растворе вычисляется по формуле: (масса соляной кислоты / масса раствора) * 100%
Массовая доля соляной кислоты в исходном растворе равна (362,1 г / (362,1 г + 18,4 г)) * 100% ≈ 95,13%

Таким образом, массовая доля соляной кислоты в исходном растворе составляет около 95,13%.

Совет: Чтобы лучше понять задачу, рекомендуется повторить основные концепции химии, такие как химические реакции, массовые доли, объемы и количество вещества.

Задача для проверки:
Рассчитайте массовую долю соляной кислоты в исходном растворе, если при нагревании карбоната кальция выделилось 8,4 л газа и образовались 25,6 г твердого остатка. Данный остаток был растворен в 420 г соляной кислоты, а массовая доля кислоты в конечном растворе составила 4,8%.