Через раствор карбоната калия массой 138 г с w (K2CO3) = 40% осторожно пропустили хлороводород, полученный с выходом 80% из поваренной соли массой 16,25 г, содержащей 10% примесей по массе. Найдите массовые доли веществ в конечном растворе, считая, что оксид углерода (IV) из раствора не выделялся.

Дано:

m р-ра (K₂CO₃) = 138 г

ω (K₂CO₃) = 40%

η (HCl) = 80%

m (NaCl) = 16,25 г

ω прим. = 10%

Найти:

ω (веществ) - ?

Решение:

1) NaCl + H₂SO₄ = > HCl + NaHSO₄;

K₂CO₃ + 2HCl = > H₂CO₃ + 2KCl;

2) ω (NaCl) = 100% - ω прим. = 100% - 10% = 90%;

3) m чист. (NaCl) = ω * m / 100% = 90% * 16,25 / 100% = 14,625 г;

4) n (NaCl) = m / M = 14,625 / 58,5 = 0,25 моль;

5) n теор. (HCl) = n (NaCl) = 0,25 моль;

6) n практ. (HCl) = η * n теор. / 100% = 80% * 0,25 / 100% = 0,2 моль;

7) m (K₂CO₃) = ω * m р-ра / 100% = 40% * 138 / 100% = 55,2 г;

8) n общ. (K₂CO₃) = m / M = 55,2 / 138 = 0,4 моль;

9) n (H₂CO₃) = n практ. (HCl) / 2 = 0,2 / 2 = 0,1 моль;

10) m (H₂CO₃) = n * M = 0,1 * 62 = 6,2 г;

11) n (KCl) = n практ. (HCl) = 0,2 моль;

12) m (KCl) = n * M = 0,2 * 74,5 = 14,9 г;

13) n реаг. (K₂CO₃) = n практ. (HCl) / 2 = 0,2 / 2 = 0,1 моль;

14) n ост. (K₂CO₃) = n общ. (K₂CO₃) - n реаг. (K₂CO₃) = 0,4 - 0,1 = 0,3 моль;

15) m ост. (K₂CO₃) = n ост. * M = 0,3 * 138 = 41,4 г;

16) m (HCl) = n практ. * M = 0,2 * 36,5 = 7,3 г;

17) m р-ра = m р-ра (K₂CO₃) + m (HCl) = 138 + 7,3 = 145,3 г;

18) ω (H₂CO₃) = m * 100% / m р-ра = 6,2 * 100% / 145,3 = 4,27%;

19) ω (KCl) = m * 100% / m р-ра = 14,9 * 100% / 145,3 = 10,25%;

20) ω ост. (K₂CO₃) = m * 100% / m р-ра = 41,4 * 100% / 145,3 = 28,49%.

Ответ: Массовая доля H₂CO₃ составляет 4,27%; KCl - 10,25%; K₂CO₃ - 28,49%.