Задание №60348 ЕГЭ по Химии

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

2. Найдем число моль соляной кислоты в растворе:
m HCl = m_р-ра HCl ⋅ ω HCl = 640 ⋅ 0,25 = 160 г
n HCl = m HCl / M HCl = 160 / 36,5 = 4,384 моль 

3. Найдем массовую долю оставшейся соляной кислоты:
ω_ост. HCl = ω HCl / 2 = 25 / 2 = 12,5% 

4. Найдем число моль оксида кальция в твердом остатке:
Пусть n CaO = x моль, тогда m CaO = 56x г;
Пусть n CaCO₃ = y моль, тогда m CaCO₃ = 100y г

По условию m CaO относится к m CaCO₃ в твердом остатке как 1 к 1,4:
m CaO / m CaCO₃ = 1 / 1,4
56x / 100y = 1 / 1,4

n_{прореаг.2} HCl = 2n CaO = 2x моль
n_{прореаг.3} HCl = 2n CaCO₃ = 2y моль
n_ост. HCl = n HCl – n_{прореаг.2} HCl – n_{прореаг.3} HCl = (4,384 – 2x – 2y) моль
m_ост. HCl = n_ост. ⋅ M HCl = (4,384 – 2x – 2y) ⋅ 36,5 г

m_{конечн. р-ра} = m CaO + m CaCO₃ + m_р-ра HCl – m CO₂
n CO₂ = n CaCO₃ = y моль
m CO₂ = n CO₂ ⋅ M CO₂ = 44y г
m_{конечн. р-ра} = 56x + 100y + 640 – 44y = (56x + 56y + 640) г

ω_ост. HCl = m_ост. HCl / m_{конечн. р-ра}
0,125 = (4,384 – 2x – 2y) ⋅ 36,5 / (56x + 56y + 640)

56x / 100y = 1 / 1,4
0,125 = (4,384 – 2x – 2y) ⋅ 36,5 / (56x + 56y + 640)

x = 0,56; n CaO = 0,56 моль
y = 0,44; n CaCO₃ = 0,44 моль

5. Найдем объем газа, выделившегося в первой реакции:
n₁ CO₂ = n CaO = 0,56 моль
V CO₂ = n₁ CO₂ ⋅ V_m = 0,56 ⋅ 22,4 = 12,544 л

Ответ: V CO₂ = 12,544 л

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