Номер 621, страница 114 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

621. К раствору массой 233 г с массовой долей хлорида кальция 20,6 % прибавили избыток раствора карбоната калия. Выпавший осадок отфильтровали, высушили и взвесили. Его масса оказалась равной 40,8 г. Вычислите практический выход полученной соли.

Дано:

$m_{р-ра}(CaCl_2) = 233 \text{ г}$

$w(CaCl_2) = 20,6 \text{ \%} = 0,206$

$m_{практ.}(CaCO_3) = 40,8 \text{ г}$

$m_{р-ра}(CaCl_2) = 0,233 \text{ кг}$

$m_{практ.}(CaCO_3) = 0,0408 \text{ кг}$

Найти:

$\eta(CaCO_3) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции между хлоридом кальция и карбонатом калия. В результате реакции обмена образуется нерастворимый карбонат кальция (осадок) и растворимый хлорид калия.

$CaCl_2 + K_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2KCl$

2. Рассчитаем массу чистого хлорида кальция ($CaCl_2$) в исходном растворе, используя его массовую долю.

$m(CaCl_2) = m_{р-ра}(CaCl_2) \times w(CaCl_2) = 233 \text{ г} \times 0,206 = 47,998 \text{ г}$

3. Вычислим молярные массы хлорида кальция ($CaCl_2$) и карбоната кальция ($CaCO_3$).

$M(CaCl_2) = 40 + 2 \times 35,5 = 111 \text{ г/моль}$

$M(CaCO_3) = 40 + 12 + 3 \times 16 = 100 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества (число молей) хлорида кальция, вступившего в реакцию.

$n(CaCl_2) = \frac{m(CaCl_2)}{M(CaCl_2)} = \frac{47,998 \text{ г}}{111 \text{ г/моль}} \approx 0,4324 \text{ моль}$

5. По уравнению реакции определим теоретическое количество вещества карбоната кальция, которое должно было образоваться. Соотношение $CaCl_2$ и $CaCO_3$ составляет 1:1.

$n_{теор.}(CaCO_3) = n(CaCl_2) = 0,4324 \text{ моль}$

6. Рассчитаем теоретическую массу карбоната кальция ($m_{теор.}(CaCO_3)$).

$m_{теор.}(CaCO_3) = n_{теор.}(CaCO_3) \times M(CaCO_3) = 0,4324 \text{ моль} \times 100 \text{ г/моль} = 43,24 \text{ г}$

7. Теперь, зная теоретическую массу ($43,24 \text{ г}$) и практическую массу полученного осадка ($40,8 \text{ г}$), вычислим практический выход продукта ($\eta$).

$\eta = \frac{m_{практ.}}{m_{теор.}} \times 100 \text{\%} = \frac{40,8 \text{ г}}{43,24 \text{ г}} \times 100 \text{\%} \approx 94,36 \text{ \%}$

Округлим результат до одного знака после запятой.

$\eta \approx 94,4 \text{ \%}$

Ответ: практический выход полученной соли (карбоната кальция) составляет $94,4 \text{ \%}$.