Какова масса выпавших кристаллов гидрата после охлаждения насыщенного раствора, полученного из 60 г карбоната кальция

Для решения данной задачи нам необходимо использовать законы химических превращений и стехиометрии.

Сначала определим, сколько молей карбоната кальция содержится в 60 г данного вещества. Для этого воспользуемся формулой:
\[n = \frac{m}{M}\]
где \(n\) - количество молей, \(m\) - масса вещества, \(M\) - молярная масса вещества.

Молярная масса карбоната кальция (\(CaCO_3\)) равна 100 г/моль, поскольку она равна сумме молярных масс каждого элемента в этом соединении. Подставим известные значения в формулу:
\[n = \frac{60\,г}{100\,г/моль} = 0.6\,моль\]

Теперь выясним, сколько молей кристаллогидрата содержится в насыщенном растворе. Для этого воспользуемся процентным содержанием (\(\% w/w\)) данного соединения. Процентное содержание равно массе кристаллогидрата, деленной на массу раствора и умноженной на 100%:
\[\%w/w = \frac{m_{крист-тг}}{m_{раствора}} \times 100\]

Подставим известные значения в формулу и найдем массу кристаллогидрата:
\[m_{крист-тг} = \frac{\%w/w \times m_{раствора}}{100\%} = \frac{27.2\% \times m_{раствора}}{100\%}\]

Чтобы найти массу кристаллов гидрата после охлаждения раствора до 0 °C, нам нужно рассчитать, какая часть раствора будет заморожена при этой температуре.

Зная, что насыщенный раствор при 0 °C содержит 27.2% кристаллогидрата, можем сказать, что 72.8% составляет растворитель (вода и кислота) и другие растворённые вещества.

Теперь ориентируемся на мольные соотношения. Коэффициенты приравнивают моли веществ в химическом уравнении.

Уравнение реакции между карбонатом кальция и соляной кислотой, чтобы получить кристаллогидрат:
\[CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + CO_2 + H_2O\]

Здесь видим, что для одной моли карбоната кальция требуется две моли соляной кислоты, чтобы образовать одну моли кристаллогидрата.

Таким образом, количество молей кристаллогидрата будет половиной количества молей карбоната кальция:
\[n_{крист-тг} = \frac{1}{2} n_{карб-ки} = \frac{0.6\,моль}{2} = 0.3\,моль\]

Наконец, чтобы найти массу кристаллов гидрата (после его образования), умножим количество молей на молярную массу кристаллогидрата. Молярная масса кристаллогидрата, известная как семивод, составляет 252.2 г/моль.
\[m_{крист-тг} = n_{крист-тг} \times M_{крист-тг} = 0.3\,моль \times 252.2\,г/моль = 75.66\,г\]

Таким образом, масса выпавших кристаллов гидрата после охлаждения составит 75.66 г.