Масса HCl = 200 г * 14,6% = 200 г * 0,146 = 29,2 г
При прибавлении кислоты выделился углекислый газ. Значит, речь идет о соли угольной кислоты. В результате реакции образовался хлорид. По условию задачи при прокаливании этот хлорид полностью улетучивается. Таким свойством обладает хлорид аммония: t NH₄Cl > NH₃ ↑ + HCl ↑
Значит, исходное вещество - карбонат или гидрокарбонат аммония или их смесь. Реакция карбоната аммония с соляной кислотой:
(NH₄)₂CO₃ + 2 HCl = 2 NH₄Cl + H₂O + CO₂ ↑ 15,8 г 29.2 г 4,48 л 0,164 моль 0,8 моль 0,2 моль
Как видно, количество вещества карбоната аммония не соответствует количеству вещества CO₂: углекислого газа должно было выделиться столько же, сколько было карбоната аммония, а выделилось больше.
Рассмотрим вариант гидрокарбоната аммония:
NH₄HCO₃ + HCl = NH₄Cl + H₂O + CO₂ ↑ 15,8 г 29.2 г 4,48 л 0,2 моль 0,8 моль 0,2 моль 0,2 моль
M(NH₄HCO₃) = 79.0 г/моль n(NH₄HCO₃) = 15.8 г / 79.0 г/моль = 0,2 моль M(NH₄Cl ) = 53.5 г/моль n(NH₄Cl ) = n(CO₂) = 0.2 моль - согласно уравнению, на 1 моль CO₂ образуется 1 моль NH₄Cl. Как видно, количество вещества гидрокарбоната аммония точно соответствует количеству вещества CO₂, но не соответствует количеству вещества HCl (HCl в избытке). Согласно уравнению, c 0,2 моль NH₄HCO₃ реагирует 0,2 моль HClЗначит, искомое вещество - гидрокарбонат аммония (а не карбонат или их смесь). А соляная кислота была в избытке. Избыток составляет 0,8-0,2 = 0,6 моль. Определим состав раствора. В ходе реакции весь гидрокарбонат аммония разложился, Углекислый газ улетучился. В растворе остались 0,2 моль хлорида аммония и 0,6 моль непрореагировавшего HCl. m(NH₄Cl) = 0.2 моль * 53,5 г/моль = 10,7 г m(HCl) = 0.6 моль * 36,5 г/моль = 21,9 г m(CO₂) = 0,2 моль * 44 г/моль = 8,8 г Масса раствора равна сумме массы раствора соляной кислоты (не чистого HСl, а его 14,6% раствора!) и массы сухого гидрокарбоната аммония за вычетом массы углекислого газа (он улетучился): 200 + 15,8 - 8,8 = 207 г Массовая доля NH₄Cl равна 10,7/207 = 0,052 = 5,2% Массовая доля HCl равна 21,9/207 = 0,106 = 10,6% ответ: w(NH₄Cl) = 5.2%, w(HCl) = 10.6%
При прибавлении кислоты выделился углекислый газ. Значит, речь идет о соли угольной кислоты. В результате реакции образовался хлорид. По условию задачи при прокаливании этот хлорид полностью улетучивается. Таким свойством обладает хлорид аммония:
t
NH₄Cl > NH₃ ↑ + HCl ↑
Значит, исходное вещество - карбонат или гидрокарбонат аммония или их смесь. Реакция карбоната аммония с соляной кислотой:
(NH₄)₂CO₃ + 2 HCl = 2 NH₄Cl + H₂O + CO₂ ↑
15,8 г 29.2 г 4,48 л
0,164 моль 0,8 моль 0,2 моль
M((NH₄)₂CO₃) = 96.1 г/моль,
n((NH₄)₂CO₃) = 15.8 г / 96.1 г/моль = 0.164 моль
M(HCl) = 36.5 г/моль
n(HCl) = 29.2 г / 36.5 г/моль = 0,8 моль
n(CO₂) = 4.48 л / 22,4 л/моль = 0,2 моль
Как видно, количество вещества карбоната аммония не соответствует количеству вещества CO₂: углекислого газа должно было выделиться столько же, сколько было карбоната аммония, а выделилось больше.
Рассмотрим вариант гидрокарбоната аммония:
NH₄HCO₃ + HCl = NH₄Cl + H₂O + CO₂ ↑
15,8 г 29.2 г 4,48 л
0,2 моль 0,8 моль 0,2 моль 0,2 моль
M(NH₄HCO₃) = 79.0 г/моль
n(NH₄HCO₃) = 15.8 г / 79.0 г/моль = 0,2 моль
M(NH₄Cl ) = 53.5 г/моль
n(NH₄Cl ) = n(CO₂) = 0.2 моль - согласно уравнению, на 1 моль CO₂ образуется 1 моль NH₄Cl.
Как видно, количество вещества гидрокарбоната аммония точно соответствует количеству вещества CO₂, но не соответствует количеству вещества HCl (HCl в избытке). Согласно уравнению, c 0,2 моль NH₄HCO₃ реагирует 0,2 моль HClЗначит, искомое вещество - гидрокарбонат аммония (а не карбонат или их смесь). А соляная кислота была в избытке. Избыток составляет 0,8-0,2 = 0,6 моль.
Определим состав раствора. В ходе реакции весь гидрокарбонат аммония разложился, Углекислый газ улетучился. В растворе остались 0,2 моль хлорида аммония и 0,6 моль непрореагировавшего HCl.
m(NH₄Cl) = 0.2 моль * 53,5 г/моль = 10,7 г
m(HCl) = 0.6 моль * 36,5 г/моль = 21,9 г
m(CO₂) = 0,2 моль * 44 г/моль = 8,8 г
Масса раствора равна сумме массы раствора соляной кислоты (не чистого HСl, а его 14,6% раствора!) и массы сухого гидрокарбоната аммония за вычетом массы углекислого газа (он улетучился): 200 + 15,8 - 8,8 = 207 г
Массовая доля NH₄Cl равна 10,7/207 = 0,052 = 5,2%
Массовая доля HCl равна 21,9/207 = 0,106 = 10,6%
ответ: w(NH₄Cl) = 5.2%, w(HCl) = 10.6%