Какова массовая доля соляной кислоты в исходном растворе после растворения твердого остатка, если при нагревании

Дано:
- Объем выделенного газа (V) = 5,6 л
- Масса твердого остатка (m₁) = 18,4 г
- Масса соляной кислоты (m₂) = 365 г
- Массовая доля кислоты в конечном растворе (X) = 2,9%

Нам нужно определить массовую долю соляной кислоты в исходном растворе после растворения твердого остатка.

Для решения этой задачи мы можем использовать далтоновский закон, согласно которому сумма частей равна целому. Мы можем представить реакции следующим образом:

1. Реакция разложения карбоната магния:
\[\text{MgCO}_3 \rightarrow \text{MgO} + \text{CO}_2\uparrow\]
Мольный объем одного идеального газа при нормальных условиях составляет 22,4 л. Зная объем газа (V), можно найти количество газа, выделенного при реакции:

n = V / 22,4 л

2. Реакция растворения твердого остатка:
\[\text{MgO} + \text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}_2 + \text{H}_2\text{O}\]
Коэффициенты стехиометрического уравнения указывают на соотношение между реагентами и продуктами. Исходя из балансированных уравнений реакции, можно найти количество использованной соляной кислоты (m₂):

n₂ = m₂ / M₂

где M₂ - молярная масса соляной кислоты.

3. Реакция растворения твердого остатка с образованием конечного раствора:
\[\text{MgCl}_2 \rightarrow \text{Mg}^{2+} + 2\text{Cl}^-\]

Теперь мы можем перейти к вычислениям:

1. Найдем количество молей газа (n) по объему выделенного газа (V):
\[n = \frac{V}{22,4}\]

2. Найдем количество использованной соляной кислоты (n₂) по массе (m₂):
\[n₂ = \frac{m₂}{M₂}\]

3. Сравним количество ионообразующихся частиц в растворе и в конечном состоянии:
Так как массовая доля кислоты в конечном растворе составляет 2,9%, массовая доля иона Cl- равна 2,9% также.
Обозначим массовую долю иона Cl- в исходном растворе как X₁.

Тогда можно записать:
\[0,029 = \frac{M_{\text{MgCl}_2}}{M_1} \times X₁\]

где M_{\text{MgCl}_2} - молярная масса хлорида магния, M₁ - молярная масса иона Cl-. Решив эту формулу относительно X₁, мы получим массовую долю иона Cl- в исходном растворе.

4. Наконец, найдем массовую долю соляной кислоты в исходном растворе как массовую долю иона Cl-, умноженную на массовую долю соляной кислоты:
\[X = X₁ \times X₂\]

где X₂ - массовая доля кислоты в стоке, которую мы можем найти по количеству использованной соляной кислоты (n₂) и массе исходного раствора (m₂):
\[X₂ = \frac{n₂}{m_1}\]

Мы можем использовать данные из таблиц химических элементов для нахождения нужных молярных масс и приступить к вычислениям. Давайте найдем все значения и рассчитаем ответ.