При прокаливании смеси карбоната натрия и карбоната магния до постоянной массы выделилось 4,48 л газа. Твердый остаток полностью прореагировал
Вопрос пользователя
При прокаливании смеси карбоната натрия и карбоната магния до постоянной массы выделилось 4,48 л газа. Твердый остаток полностью прореагировал с 73 г 25%-ого раствора соляной кислоты. Рассчитайте массовую долю карбоната натрия в исходной смеси.
Ответ эксперта
Запишем уравнение термического разложения карбоната магния:
MgCO3→MgО + CO2 (1)
Таким образом, твердый остаток – это смесь образовавшегося оксида магния и исходного карбоната натрия.С соляной кислотой реагируют оба компонента твердого остатка:
MgO+ 2HCl → MgCl2 + H2O(2)
Na2CO3 + 2HCl → MgCl2 + CO2↑ + H2O (3)
Рассчитаем количество вещества выделившегосяCO2, выделившегося при разложении MgCO3:
n(CO2) = 4,48 л / 22,4 л/моль = 0,2 моль.
Из уравнения(1): n(MgО) = n(CO2) = 0,2 моль,
m(MgО) = n(MgО)∙M(MgО) = 0,2 моль ∙ 40 г/ моль = 8 г.
Найдём количество вещества соляной кислоты, потребовавшейся для реакции с MgO:
n(HCl)2 = 2∙n(MgО) = 2∙0,2 моль = 0,4 моль.
Найдём общую массу и количество вещества соляной кислоты, взятой для реакции:
m(HCl(общ.))в-ва = m(HCl (общ.))р-ра ∙ ω(HCl) = 73 г ∙ 0,25 = 18,25 г,
n(HCl(общ.)) = m(HCl (общ.))в-ва/ M(HCl) = 18,25 г / 36,5 г/моль = 0,5 моль.
Найдём количество вещества соляной кислоты, потребовавшейся для реакции с Na2CO3:
n(HCl)3 = n(HCl(общ.)) – n(HCl)2 = 0,5 моль – 0,4 моль = 0,1 моль.
Найдем количество вещества и массу карбоната натрия в исходной смеси.
Из уравнения(3): n(Na2CO3) = 0,5∙n(HCl)3= 0,5∙0,1 моль = 0,05 моль.
m(Na2CO3) = n(Na2CO3) ∙M(Na2CO3) = 0,05моль,∙ 106 г/моль = 5,3 г.
Найдем количество вещества и массу карбоната магния в исходной смеси.
Из уравнения (1): n(MgCO3) = n(CO2) = 0,2 моль,
m(MgCO3) = n(MgCO3) ∙M(MgCO3) = 0,2 моль∙ 84г/моль = 16,8г.
Определим массу исходной смеси и массовую долю карбоната натрия в ней:
m(MgCO3 + Na2CO3) = m(MgCO3)+ m(Na2CO3) = 16,8 г + 5,3 г = 22,1г.
ω(Na2CO3) = m(Na2CO3) / m(MgCO3 + Na2CO3) = 5,3 г / 22,1г = 0,24 (24 %).
Ответ:ω(Na2CO3) = 24 %.
