Номер 7, страница 99, часть 1 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

7. Для растворения образца технического карбоната кальция массой 200 г потребовалась 70%-ная азотная кислота объемом 202,7 мл (плотность 1,421 г/мл). Определите, сколько массовых долей примесей содержалось в образце карбоната.

Ответ: 19,8%.

Дано:

$m_{техн.(CaCO_3)} = 200 \text{ г}$

$V_{р-ра(HNO_3)} = 202,7 \text{ мл}$

$\omega(HNO_3) = 70\% = 0,70$

$\rho_{р-ра(HNO_3)} = 1,421 \text{ г/мл}$

Найти:

$\omega_{примесей} - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия карбоната кальция с азотной кислотой. Предполагается, что примеси с кислотой не реагируют.

$CaCO_3 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2o + CO_2\uparrow$

2. Найдем массу раствора азотной кислоты, использованного для реакции:

$m_{р-ра(HNO_3)} = V_{р-ра(HNO_3)} \cdot \rho_{р-ра(HNO_3)}$

$m_{р-ра(HNO_3)} = 202,7 \text{ мл} \cdot 1,421 \text{ г/мл} = 288,0367 \text{ г}$

3. Вычислим массу чистой азотной кислоты в растворе:

$m(HNO_3) = m_{р-ра(HNO_3)} \cdot \omega(HNO_3)$

$m(HNO_3) = 288,0367 \text{ г} \cdot 0,70 = 201,62569 \text{ г}$

4. Определим количество вещества (моль) азотной кислоты, вступившей в реакцию. Молярная масса азотной кислоты $M(HNO_3) = 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 63 \text{ г/моль}$.

$n(HNO_3) = \frac{m(HNO_3)}{M(HNO_3)}$

$n(HNO_3) = \frac{201,62569 \text{ г}}{63 \text{ г/моль}} \approx 3,2004 \text{ моль}$

5. По уравнению реакции найдем количество вещества карбоната кальция. Cоотношение реагентов $n(CaCO_3) : n(HNO_3) = 1:2$.

$n(CaCO_3) = \frac{1}{2} n(HNO_3)$

$n(CaCO_3) = \frac{1}{2} \cdot 3,2004 \text{ моль} = 1,6002 \text{ моль}$

6. Вычислим массу чистого карбоната кальция, содержавшегося в образце. Молярная масса карбоната кальция $M(CaCO_3) = 40 + 12 + 3 \cdot 16 = 100 \text{ г/моль}$.

$m(CaCO_3) = n(CaCO_3) \cdot M(CaCO_3)$

$m(CaCO_3) = 1,6002 \text{ моль} \cdot 100 \text{ г/моль} = 160,02 \text{ г}$

7. Найдем массу примесей в техническом образце:

$m_{примесей} = m_{техн.(CaCO_3)} - m(CaCO_3)$

$m_{примесей} = 200 \text{ г} - 160,02 \text{ г} = 39,98 \text{ г}$

8. Определим массовую долю примесей в образце:

$\omega_{примесей} = \frac{m_{примесей}}{m_{техн.(CaCO_3)}} \cdot 100\%$

$\omega_{примесей} = \frac{39,98 \text{ г}}{200 \text{ г}} \cdot 100\% = 19,99\%$

Округляя до одного знака после запятой, получаем 20,0%.

Ответ: 19,99% (или 20,0%).