Какой будет состав раствора, полученного путем полного растворения 20 г карбоната кальция в соляной кислоте

Тема вопроса: Растворы и их состав

Инструкция: Для решения данной задачи нам необходимо определить состав раствора, полученного после смешивания карбоната кальция и соляной кислоты, а также состав раствора после перекачки выделившегося газа в раствор гидроксида калия.

В начале рассчитаем количество молей карбоната кальция. По таблице Менделеева молярная масса карбоната кальция (CaCO3) равна 100 г/моль. Применяя формулу n=м/М (где n - количество молей, м - масса вещества, М - молярная масса), получаем:

n(CaCO3) = 20 г / 100 г/моль = 0,2 моль.

Учитывая, что массовая доля карбоната кальция в растворе 100%, получаем, что в итоге в растворе будет 0,2 моль CaCO3.

Затем рассчитаем количество молей соляной кислоты (HCl) необходимое для полного растворения карбоната кальция. Реакция между CaCO3 и HCl происходит по следующему уравнению:

CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O.

Согласно уравнению реакции, на каждый моль CaCO3 требуется 2 моля HCl. Так как у нас имеется 0,2 моль CaCO3, значит, нам нужно 0,4 моль HCl.

Далее рассчитаем количество молей газа (CO2), образующегося при данной реакции. Согласно уравнению реакции, на каждый моль CaCO3 образуется 1 моль CO2. Следовательно, в результате реакции мы получим 0,2 моль CO2.

Для расчета массовой доли CO2 второго раствора, перекачаем выделившийся газ в раствор гидроксида калия (KOH) массой 200 г и концентрацией 14%. Массовая доля 14% означает, что в 100 г раствора, имеется 14 г KOH. Это можно записать как 0,14 кг KOH в 1 кг раствора.

По формуле n=м/М, находим количество молей KOH в растворе:

n(KOH) = 0,14 кг / 56 г/моль = 0,0025 моль.

Поскольку реакция между CO2 и KOH дает гидрокарбонат калия (KHCO3), применяя уравнение реакции, можем сказать, что на каждый моль CO2 необходимо 1 моль KOH (KOH + CO2 = KHCO3). Таким образом, количество молей KHCO3 в растворе будет равно 0,2 моль.

Итак, состав раствора после перекачки газа в 200 г 14%-го раствора гидроксида калия состоит из: 0,2 моль KHCO3 и 0,0025 моль KOH.

Пример: Полный ответ на задачу о составе раствора, полученного после полного растворения карбоната кальция в соляной кислоте и дальнейшей перекачки газа в раствор гидроксида калия, будет следующим: состав раствора включает 0,2 моль KHCO3 и 0,0025 моль KOH. Дополнительно, можно представить этот результат в процентах по массе путем расчета отношения массы каждого компонента к общей массе раствора.

Совет: Чтобы лучше понять задачу и процесс решения, полезно изучить реакции между карбонатом кальция и соляной кислотой, а также между CO2 и KOH. Не забудьте применять формулы расчета количества веществ и уравнения реакций. Разберитесь в принципах перекачки газа и его реакции с другими веществами.

Упражнение: Если масса раствора гидроксида калия изменится на 300 г, как это повлияет на количество молей и массовую долю компонентов в растворе после перекачки газа?