При нагревании карбоната магния часть вещества разложилась. При этом выделилось 5,6 л газа и

Ответы на вопрос

Отвечает Гришина Анастасия.

Давайте разберём задачу шаг за шагом.

Дано:

Карбонат магния $MgCO_3$ нагревают → разложение.
Выделился газ $V = 5,6\ \text{л}$ (предположительно $CO_2$ )
Остаток твёрдого вещества $m_\text{тверд} = 18,4\ \text{г}$
Остаток растворили в $m_\text{HCl} = 365\ \text{г}$ раствора
Массовая доля HCl после реакции $\omega_\text{HCl(конц)} = 2,9\%$
Нужно найти массовую долю HCl в исходном растворе.

1. Уравнения реакций

1) Разложение карбоната магния при нагревании:

MgCO_3 \xrightarrow{\text{t}} MgO + CO_2 \uparrow

2) Реакция оксида магния с соляной кислотой:

MgO + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2O

2. Найдём количество вещества CO₂

Используем формулу газов при нормальных условиях (Н.У.: $1\ \text{моль} = 22,4\ \text{л}$ ):

\nu_{CO_2} = \frac{V}{V_m} = \frac{5,6}{22,4} = 0,25\ \text{моль}

3. Найдём массу MgO (твёрдого остатка)

Дано: масса твёрдого остатка после разложения — $18,4\ \text{г}$ .

Проверим, что это соответствует MgO:

M_{MgO} = 24 + 16 = 40\ \text{г/моль}

Количество вещества MgO:

\nu_{MgO} = \frac{m}{M} = \frac{18,4}{40} = 0,46\ \text{моль}

4. Рассчитаем массу исходного MgCO₃

Молярная масса MgCO₃:

M_{MgCO_3} = 24 + 12 + 3\cdot16 = 84\ \text{г/моль}

Количество вещества MgCO₃ = количество вещества CO₂ (1:1) = 0,25 моль.
Масса исходного MgCO₃:

m_{MgCO_3} = 0,25 \cdot 84 = 21\ \text{г}

Проверка: масса твёрдого остатка MgO = 0,25 моль × 40 г/моль = 10 г.

А у нас в условии твёрдый остаток 18,4 г. Значит, в остатке есть ещё MgO + возможно другие вещества? Обычно после разложения MgCO₃ остаётся только MgO.

Тогда принимаем $m_{MgO} = 18,4\ \text{г}$ , значит:

\nu_{MgO} = \frac{18,4}{40} = 0,46\ \text{моль}

5. Реакция MgO с HCl

MgO + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2O

Количество вещества HCl, необходимое для реакции с 0,46 моль MgO:

\nu_{HCl} = 0,46 \cdot 2 = 0,92\ \text{моль}

Масса HCl, израсходованной на реакцию:

m_{HCl(реакт)} = \nu \cdot M = 0,92 \cdot 36,5 = 33,58\ \text{г}

6. Найдём массу HCl в конечном растворе

Массовая доля HCl после реакции: 2,9%

Масса раствора после реакции:

m_\text{р-ра} = m_\text{HCl-исх} + m_\text{MgO} ?

На самом деле масса раствора после реакции = масса исходного раствора + масса MgO, но MgO прореагировал → получился MgCl₂ (масса сохраняется).

Масса конечного раствора: $m_\text{р-ра} = 365 + 18,4 = 383,4\ \text{г}$

Масса HCl в конечном растворе:

m_{HCl(конц)} = 0,029 \cdot 383,4 = 11,12\ \text{г}