Дано:
- Объем хлороводорода (HCl): V(HCl) = 134,4 л
- Объем раствора карбоната калия (K2CO3): V(K2CO3) = 1 л
- Массовая доля карбоната калия: w(K2CO3) = 40% = 0,4
- Плотность раствора K2CO3: d = 1,38 г/мл
Найти:
- Массовые доли компонентов в конечном растворе.
Решение:
1. Рассчитаем массу 1 л раствора карбоната калия:
m(K2CO3 раствор) = V(K2CO3) * d = 1000 мл * 1,38 г/мл = 1380 г
2. Находим массу карбоната калия в растворе:
m(K2CO3) = m(K2CO3 раствор) * w(K2CO3) = 1380 г * 0,4 = 552 г
3. Рассчитаем количество моль карбоната калия (K2CO3):
Молярная масса K2CO3 = 39*2 + 12 + 16*3 = 138 г/моль
n(K2CO3) = m(K2CO3) / M(K2CO3) = 552 г / 138 г/моль = 4 моль
4. Определим количество моль хлороводорода (HCl):
При реакции HCl с K2CO3 образуются хлорид калия (KCl), вода (H2O) и углекислый газ (CO2):
K2CO3 + 2 HCl -> 2 KCl + H2O + CO2
Таким образом, 1 моль K2CO3 реагирует с 2 моль HCl.
Поэтому для 4 моль K2CO3 потребуется 8 моль HCl.
5. Найдем массу хлороводорода (HCl):
Молярная масса HCl = 1 + 35,5 = 36,5 г/моль
m(HCl) = n(HCl) * M(HCl) = 8 моль * 36,5 г/моль = 292 г
6. Рассчитаем общую массу конечного раствора:
m(конечного раствора) = m(K2CO3 раствор) + m(HCl) = 1380 г + 292 г = 1672 г
7. Определим массовые доли компонентов в конечном растворе:
w(K2CO3) = m(K2CO3) / m(конечного раствора) = 552 г / 1672 г = 0,330 = 33,0%
w(HCl) = m(HCl) / m(конечного раствора) = 292 г / 1672 г = 0,175 = 17,5%
w(продукты реакции) = (m(конечного раствора) - m(K2CO3) - m(HCl)) / m(конечного раствора)
8. Вычисляем массу продуктов реакции (KCl, H2O, CO2):
Масса продуктов реакции = 1672 г - 552 г - 292 г = 828 г
9. Рассчитаем массовую долю продуктов реакции:
w(продукты реакции) = 828 г / 1672 г = 0,495 = 49,5%
Ответ:
- Массовая доля карбоната калия (K2CO3) в растворе: 33,0%
- Массовая доля хлороводорода (HCl) в растворе: 17,5%
- Массовая доля продуктов реакции (KCl, H2O, CO2) в растворе: 49,5%