Дано:
масса кальция (Ca) = 5,2 г,
объем воды = 0,2 л,
массовая доля соляной кислоты = 11%.
Найти:
1. Массовую долю вещества в растворе.
2. Массу соляной кислоты для нейтрализации.
Решение:
1. Массовая доля вещества в растворе:
Молекулярная масса кальция:
M(Ca) = 40,08 г/моль.
Количество вещества кальция:
n(Ca) = m(Ca) / M(Ca) = 5,2 г / 40,08 г/моль = 0,130 моль.
Молекулярная масса воды:
M(H2O) = 18 г/моль.
Масса воды:
m(H2O) = объем * плотность = 0,2 л * 1000 г/л = 200 г.
Масса раствора (кальций + вода):
m(раствор) = m(Ca) + m(H2O) = 5,2 г + 200 г = 205,2 г.
Массовая доля кальция в растворе:
w(Ca) = m(Ca) / m(раствор) = 5,2 г / 205,2 г ≈ 0,0253 ≈ 2,53%.
Ответ для массовой доли: 2,53%.
2. Масса соляной кислоты для нейтрализации:
Реакция кальция с соляной кислотой:
Ca + 2HCl → CaCl2 + H2.
Количество вещества кальция:
n(Ca) = 0,130 моль.
Для нейтрализации 1 моль кальция требуется 2 моль HCl, значит, для 0,130 моль кальция потребуется:
n(HCl) = 2 * 0,130 моль = 0,260 моль.
Молекулярная масса HCl:
M(HCl) = 36,46 г/моль.
Масса HCl:
m(HCl) = n(HCl) * M(HCl) = 0,260 моль * 36,46 г/моль = 9,48 г.
Массовая доля HCl = 11%, значит, масса раствора HCl будет:
m(раствор HCl) = m(HCl) / (w(HCl)) = 9,48 г / 0,11 ≈ 86,18 г.
Ответ для массы соляной кислоты: 86,18 г.
Ответ:
1. Массовая доля кальция в растворе = 2,53%.
2. Масса соляной кислоты для нейтрализации = 86,18 г.