Правильный ответ
- Запишем уравнения реакций:
(1) CaCO3 = CaO + CO2↑
(2) CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O
(3) CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O
- Найдем массу и количество вещества исходных реагентов
Пусть по реакции (1) образовалось n1(CaO) = x моль, а nиcх. (CaCO3) = y моль
m1(CaO) = n ∙ M = 56x г
nост. (CaCO3) = y – n1 (CaCO3) = y – x моль
mост. (CaCO3) = n ∙ M = 100(y – x) г
(m1(CaO) + mост.(CaCO3)) ∙ 1,4 = mисх.(CaCO3)
(56х + 100(y – x)) ∙ 1,4 = 100y ⇒ y = 1,54x
Тогда mост. (CaCO3) = 100(y – x) = 100(1,54x – x) г = 54x г
nост. (CaCO3) = m : М = 54x : 100 = 0,54x моль
mисх.(HCl) = mр-ра ∙ ω = 640 ∙ 0,25 = 160 г
nпрореаг.(HCl) = 2 ∙ nост. (CaCO3) + 2 ∙ n3 (CaO) = 2 ∙ (0,54x + х) = 3,08x моль
mпрореаг.(HCl) = n ∙ M = 3,08x ∙ 36,5 = 112,42x г
- Найдем количество вещества оксида кальция
n2 (CO2) = nост. (CaCO3) = 0,54x моль
m2 (CO2) = n ∙ M = 0,54x ∙ 44 = 23,76х г
ωост.(HCl) = 0,25 : 2 = 0,125
mост.(HCl) = m исх.(HCl) – mпрореаг.(HCl) = 160 – 112,42x г
mfin р-ра = mр-ра(HCl) + mост.(CaCO3) + m1 (CaO) – m2 (CO2)
mfin р-ра = 640 + 54x + 56x – 23,76х = 640 + 86,24x г
(160 – 112,42х) : (640 + 86,24x) = 0,125
x = 0,65 моль CaO
- Вычислим объем газа, выделившегося при разложении карбоната кальция
n1 (CO2) = n1 (CaO) = x = 0,65 моль
V1(CO2) = n ∙ Vm = 0,65 ∙ 22,4 = 14,56 л
Максимальный балл: 4
Полное решение
- Запишем уравнения реакций:
(1) CaCO3 = CaO + CO2↑
(2) CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O
(3) CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O
- Найдем массу и количество вещества исходных реагентов
Пусть по реакции (1) образовалось n1(CaO) = x моль, а nиcх. (CaCO3) = y моль
m1(CaO) = n ∙ M = 56x г
nост. (CaCO3) = y – n1 (CaCO3) = y – x моль
mост. (CaCO3) = n ∙ M = 100(y – x) г
(m1(CaO) + mост.(CaCO3)) ∙ 1,4 = mисх.(CaCO3)
(56х + 100(y – x)) ∙ 1,4 = 100y ⇒ y = 1,54x
Тогда mост. (CaCO3) = 100(y – x) = 100(1,54x – x) г = 54x г
nост. (CaCO3) = m : М = 54x : 100 = 0,54x моль
mисх.(HCl) = mр-ра ∙ ω = 640 ∙ 0,25 = 160 г
nпрореаг.(HCl) = 2 ∙ nост. (CaCO3) + 2 ∙ n3 (CaO) = 2 ∙ (0,54x + х) = 3,08x моль
mпрореаг.(HCl) = n ∙ M = 3,08x ∙ 36,5 = 112,42x г
- Найдем количество вещества оксида кальция
n2 (CO2) = nост. (CaCO3) = 0,54x моль
m2 (CO2) = n ∙ M = 0,54x ∙ 44 = 23,76х г
ωост.(HCl) = 0,25 : 2 = 0,125
mост.(HCl) = m исх.(HCl) – mпрореаг.(HCl) = 160 – 112,42x г
mfin р-ра = mр-ра(HCl) + mост.(CaCO3) + m1 (CaO) – m2 (CO2)
mfin р-ра = 640 + 54x + 56x – 23,76х = 640 + 86,24x г
(160 – 112,42х) : (640 + 86,24x) = 0,125
x = 0,65 моль CaO
- Вычислим объем газа, выделившегося при разложении карбоната кальция
n1 (CO2) = n1 (CaO) = x = 0,65 моль
V1(CO2) = n ∙ Vm = 0,65 ∙ 22,4 = 14,56 л
Максимальный балл: 4