Какова массовая доля растворенного вещества в реакции, в которую вводится 80 г кальция и 50 мл соляной кислоты

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо рассмотреть процесс реакции между кальцием и соляной кислотой. Реакция между ними приводит к образованию раствора хлорида кальция и выделению водорода по следующему уравнению:

\[ \text{Ca} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2 \]

Для определения массовой доли растворенного вещества в реакции, мы должны сначала вычислить массу образующегося хлорида кальция. Затем мы разделим массу хлорида кальция на общую массу реакционной смеси.

1. Вычисляем молекулярную массу хлорида кальция:

Молекулярная масса CaCl₂ = атомная масса кальция (Ca) + 2 * атомная масса хлора (Cl) \\
= 40 г/моль + 2 * 35.45 г/моль \\
= 40 г/моль + 70.9 г/моль \\
= 110.9 г/моль

2. Вычисляем количество вещества кальция:

n(кальций) = масса кальция / молярная масса кальция \\
= 80 г / 40 г/моль \\
= 2 моль

3. Вычисляем количество вещества соляной кислоты:

n(соляная кислота) = плотность соляной кислоты * объем соляной кислоты / молярная масса соляной кислоты \\
= 1.23 г/мл * 50 мл / 36.5 г/моль \\
= 1.23 * 50 / 36.5 моль \\
≈ 1.689 моль

4. Определяем ограничивающий реагент. Реагент, который потребуется в меньшем количестве, является ограничивающим. Из уравнения реакции видно, что 1 моль Ca требуется для реагирования с 2 моль HCl. Следовательно, для 2 моль Ca потребуется 4 моль HCl. У нас есть 1.689 моль HCl и 2 моль Ca, что означает, что HCl ограничивает реакцию.

5. Вычисляем массу хлорида кальция:

масса CaCl₂ = количество вещества CaCl₂ * молярная масса CaCl₂ \\
= 1.689 моль * 110.9 г/моль \\
≈ 187.4 г

6. Вычисляем общую массу реакционной смеси:

общая масса реакционной смеси = масса кальция + масса соляной кислоты \\
= 80 г + (1.23 г/мл * 50 мл) \\
= 80 г + 61.5 г \\
= 141.5 г

Наконец, вычисляем массовую долю растворенного вещества в реакции:

массовая доля CaCl₂ = (масса CaCl₂ / общая масса реакционной смеси) * 100% \\
= (187.4 г / 141.5 г) * 100% \\
≈ 132.3%

Таким образом, массовая доля растворенного вещества (хлорида кальция) в данной реакции примерно равна 132.3%.