При действии соляной кислоты на смесь магния и карбоната магния выделилось 11,2 л газа (н.у). После сжигания газа и конденсации водяных паров объем газа уменьшился до 4,48 л. Рассчитайте массовую долю магния в исходной смеси (%). Какая масса (г) технического гидрида кальция, в которой массовая доля примесей равна 15 %, нужна для получения 17,6 л. (н.у.) водорода при выходе реакции 85 %.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

1) Обозначим массу магния в исходной смеси как m, массу карбоната магния как m1, массу смеси магния и карбоната как m2.

Mg + HCl -> MgCl2 + H2 + CO2 ↑

m = m(Mg) + m1
m2 = m(Mg) + m(MgCO3)

m1 = (m1/M(MgCO3)) M(Mg) => m1 = (m2 - m M(MgCO3))/(M(Mg) - M(MgCO3))

V(H2) = 4,48 L
V(CO2) = 11,2 - 4,48 = 6,72 L

2HCl + MgCO3 -> MgCl2 + H2 + CO2

0,5V(HCl) = V(CO2)
V(H2) - 2,24 L = 2V(HCl) => V(HCl) = (V(H2) - 2,24)/2 = 1,12 L
n(HCl) = V(HCl)/22,4 = 0,05 mol
n(MgCO3) = V(HCl)/2 = 0,03 mol

n(MgCO3)/M(MgCO3) = m2
n(Mg)/M(Mg) = m
m/(m + m2) = 0,65

2) Рассмотрим реакцию получения водорода:

CaH2 + 2H2O -> Ca(OH)2 + 2H2 ↑

Для получения 17,6 L водорода при выходе реакции 85 % нужно рассмотреть количество вещества гидрида кальция:

n(H2) = 17,6/22,4 = 0,7857 mol
n(CaH2) = n(H2)/0,85 = 0,924 mol

Массовая доля примесей - 15 %, значит массовая доля чистого гидрида кальция составляет 85 %.

M(CaH2) = 40,08 + 21,008 = 42,096 g/mol
m(CaH2) = n(CaH2) M(CaH2) = 0,924 * 42,096 = 38,84 г