Правильный ответ
1. Запишем уравнения реакций:
(1) CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaCl
(2) CaCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl↓ + Ca(NO3)2
2. Найдем количество вещества исходных реагентов:
В 100 г воды ⇒ 55,5 г CaCl2, а в 160 ∙ 1 г воды ⇒ m(CaCl2)
m(CaCl2) = 55,5 ∙ 160 : 100 = 88,8 г
n(CaCl2) = m : M = 88,8 : 111 = 0,8 моль
V(AgNO3) = mр-ра : ρ = 595 : 1,4 = 425 мл
n(AgNO3) = V ∙ C = 0,425 ∙ 3,3 = 1,4 моль
3. Выполним расчеты по уравнениям реакций:
n(CaCO3) = m : M = 30 : 100 = 0,3 моль
nв 1-ой колбе (CaCl2) = n(CaCO3) = 0,3 моль
nв 2-ой колбе (CaCl2) = 0,8 – 0,3 = 0,5 моль
0,5 : 1 < 1,4 : 2 ⇒ AgNO3 в избытке
nост. (AgNO3) = 1,4 – 0,5 ∙ 2 = 0,4 моль
mост. (AgNO3) = n ∙ M = 0,4 ∙ 170 = 68 г
4. Найдем массовую долю нитрата серебра в конечном растворе во второй колбе:
n(AgCl) = n(CaCl2) ∙ 2 = 0,5 ∙ 2 = 1 моль
m(AgCl) = n ∙ M = 1 ∙ 143,5 = 143,5 г
mисх. р-ра (CaCl2) = 88,8 + 160 ∙ 1 = 248,8 г
Раствор массой 248,8 г содержит 0,8 моль СaCl2, а х г раствора ⇒ 0,5 моль СaCl2
mр-ра 2 (CaCl2) = 248,8 ∙ 0,5 : 0,8 = 155,5 г
m(fin р-ра во 2-ой колбе) = mр-ра 2 (CaCl2) + mр-ра (AgNO3) – m(AgCl)
m(fin р-ра во 2-ой колбе) = 155,5 + 595 – 143,5 = 607 г
ωост. (AgNO3) = 68 : 607 = 0,112, или 11,2 %
Ответ: ω(AgNO3) = 11,2%
Полное решение
1. Запишем уравнения реакций:
(1) CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaCl
(2) CaCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl↓ + Ca(NO3)2
2. Найдем количество вещества исходных реагентов:
В 100 г воды ⇒ 55,5 г CaCl2, а в 160 ∙ 1 г воды ⇒ m(CaCl2)
m(CaCl2) = 55,5 ∙ 160 : 100 = 88,8 г
n(CaCl2) = m : M = 88,8 : 111 = 0,8 моль
V(AgNO3) = mр-ра : ρ = 595 : 1,4 = 425 мл
n(AgNO3) = V ∙ C = 0,425 ∙ 3,3 = 1,4 моль
3. Выполним расчеты по уравнениям реакций:
n(CaCO3) = m : M = 30 : 100 = 0,3 моль
nв 1-ой колбе (CaCl2) = n(CaCO3) = 0,3 моль
nв 2-ой колбе (CaCl2) = 0,8 – 0,3 = 0,5 моль
0,5 : 1 < 1,4 : 2 ⇒ AgNO3 в избытке
nост. (AgNO3) = 1,4 – 0,5 ∙ 2 = 0,4 моль
mост. (AgNO3) = n ∙ M = 0,4 ∙ 170 = 68 г
4. Найдем массовую долю нитрата серебра в конечном растворе во второй колбе:
n(AgCl) = n(CaCl2) ∙ 2 = 0,5 ∙ 2 = 1 моль
m(AgCl) = n ∙ M = 1 ∙ 143,5 = 143,5 г
mисх. р-ра (CaCl2) = 88,8 + 160 ∙ 1 = 248,8 г
Раствор массой 248,8 г содержит 0,8 моль СaCl2, а х г раствора ⇒ 0,5 моль СaCl2
mр-ра 2 (CaCl2) = 248,8 ∙ 0,5 : 0,8 = 155,5 г
m(fin р-ра во 2-ой колбе) = mр-ра 2 (CaCl2) + mр-ра (AgNO3) – m(AgCl)
m(fin р-ра во 2-ой колбе) = 155,5 + 595 – 143,5 = 607 г
ωост. (AgNO3) = 68 : 607 = 0,112, или 11,2 %
Ответ: ω(AgNO3) = 11,2%