Задание №59832 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] CaO + CO₂ → CaCO₃
[2] CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

2. Найдем число моль хлороводорода:
n HCl = V HCl / V_m = 44,8 / 22,4 = 2 моль

3. Найдем число моль оксида кальция:
n CaO = m CaO / M CaO = 14 / 56 = 0,25 моль

4. Найдем число моль карбоната кальция:
n CaCO₃ = n CaO = 0,25 моль 

5. Определим, кто из реагентов во второй реакции находится в недостатке:
поделим моли диоксида марганца и соляной кислоты на свои коэффициенты
HCl : CaCO₃
(2 / 2) : (0,25 / 1)
(2 / 2) > (0,25 / 1)
HCl > CaCO₃

Приходим к выводу, что HCl находится в избытке, а CaCO₃ в недостатке. Далее расчеты идут по недостатку, то есть по CaCO₃.

5. Найдем массу образовавшегося хлорида кальция:
n CaCl₂ = n CaCO₃ = 0,25 моль
m CaCl₂ = n CaCl₂ ⋅ M CaCl₂ = 0,25 ⋅ 111 = 27,75 г

6. Найдем массу оставшейся соляной кислоты:
n_{прореаг.} HCl = 2n CaCO₃ = 2 ⋅ 0,25 = 0,5 моль
n_ост. HCl = n HCl – n_{прореаг.} HCl = 2 – 0,5 = 1,5 моль
m_ост. HCl = n_ост. HCl ⋅ M HCl = 1,5 ⋅ 36,5 = 54,75 г

7. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m H₂O + m HCl + m CaCO₃ – m CO₂ 
m H₂O = ρ H₂O ⋅ V H₂O = 1 ⋅ 1000 мл = 1000 г
m HCl = n HCl ⋅ M HCl = 2 ⋅ 36,5 = 73 г
m CaCO₃ = n CaCO₃ ⋅ M CaCO₃ = 0,25 ⋅ 100 = 25 г
n CO₂ = n CaCO₃ = 0,25 моль
m CO₂ = n CO₂ ⋅ M CO₂ = 0,25 ⋅ 44 = 11 г
m_{конечн. р-ра} = 1000 + 73 + 25 – 11 = 1087 г

8. Найдем массовые доли хлорида кальция и оставшейся в растворе соляной кислоты в конечном растворе:
ω CaCl₂ = m CaCl₂ / m_{конечн. р-ра} = 27,75 / 1087 = 0,026 → 2,6%
ωост. HCl = m_ост. HCl / m_{конечн. р-ра} = 54,75 / 1087 = 0,05 → 5%     

Ответ: ω CaCl₂ = 2,6%; ω_ост. HCl = 5%

Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано Ермолаевым И. С.)