Смесь карбоната магния и сульфида щелочного металла массой 24,6 г обработали избытком соляной кислоты. В результате реакции образовался раствор, содержащий хлориды общей массой 30,7 г, и выделился газ плотностью 1,8155 г/дм3. Установите металл и рассчитайте массовую долю карбоната магния в исходной смеси.
от

1 Ответ

дано:
- масса смеси карбоната магния и сульфида щелочного металла = 24,6 г
- масса хлоридов после реакции = 30,7 г
- плотность газа = 1,8155 г/дм3

найти:
- металл в смеси
- массовую долю карбоната магния в исходной смеси

решение:
1. Рассмотрим уравнение реакции карбоната магния (MgCO3) с соляной кислотой (HCl):
   MgCO3 + 2 HCl → MgCl2 + CO2 + H2O
   
   Далее рассмотрим реакцию сульфида щелочного металла (например, Na2S) с соляной кислотой:
   Na2S + 2 HCl → 2 NaCl + H2S

2. Плотность образовавшегося газа (H2S) равна 1,8155 г/дм3. Найдем молярную массу H2S:
   M(H2S) = 2(1) + 32 = 34 г/моль

3. Используем формулу для расчета массы газа:
   p = m / V
   где p - плотность, m - масса, V - объем.

   Объем газа можно выразить через массу и плотность:
   V = m / p
   Подставляя плотность:
   V = m / 1,8155

4. Подсчитаем массу газа, выделившегося при реакции. Поскольку мы знаем, что газом может быть H2S, найдем его массу. Обозначим массу газа как m_gas. Тогда находим объем:
   V = m_gas / 1,8155

5. Теперь по уравнению реакции определим:
   1 моль H2S соответствует 1 моль HCl. Таким образом, можем найти количество молей H2S:
   n(H2S) = m_gas / M(H2S) = m_gas / 34

6. Из уравнения реакции видно, что 1 моль MgCO3 дает 1 моль H2O и 1 моль CO2, а 1 моль Na2S дает 2 моль HCl. Это означает, что количество моль HCl, необходимое для реакции с обеими солями, равно:
   n(HCl) = n(MgCO3) + 2*n(Na2S)

7. Обозначим:
   m(MgCO3) = x
   m(Na2S) = 24,6 - x

   Для хлоридов (MgCl2 и NaCl) общая масса хлоридов составит:
   m(Cl) = m(MgCl2) + m(NaCl) = (x / 84) * 95 + ((24,6 - x) / 58) * 58

   Где 84 г/моль — это молярная масса MgCO3, а 58 г/моль — это молярная масса Na2S.

8. Теперь подставим все известные значения:
   30,7 = ((x / 84) * 95) + (24,6 - x)
   30,7 = 1,13095x + 24,6 - x
   30,7 - 24,6 = (1,13095 - 1)x
   6,1 = 0,13095x
   x ≈ 46,6 г

9. Массовая доля карбоната магния в смеси:
   w(MgCO3) = m(MgCO3) / m(смеси) = x / 24,6

10. Теперь подставим значение x:
    w(MgCO3) = 46,6 / 24,6 ≈ 0,846 или 84,6%

ответ:
Металл в смеси - натрий (Na). Массовая доля карбоната магния в исходной смеси составляет 84,6 %.
от