2023-05-25
7,5 г смеси карбоната и гидрокарбоната одновалентного металла растворили в небольшом количестве воды, а до полученного раствора долили избыток соляной кислоты. При этом выделилось 0,672 г газа (н. у.). Определить качественный и количественный состав - смеси.
Решение:
В воде растворяются только карбонаты щелочных металлов. Определим атомную массу $A$ металла, предположив, что смесь содержит только карбонат:
$Me_{2}CO_{3} + 2HCl = 2MeCl + \underset{22,4 \: л}{CO_{2}} \uparrow + H_{2}O$.
Из $(2A+60)$ г $Me_{2}CO_{3}$ образуется 22,4 л $CO_{2}$;
Из 7,5 г $Me_{2}CO_{3}$ образуется 0,672 л $CO_{2}$;
$(2A + 60) \cdot 0,672 = 7,5 \cdot 22,4; A = 95$.
Предположим, что смесь содержит только гидрокарбонат, получим:
$MeHCO_{3} + HCl = MeCl + CO_{2} + H_{2}O$.
Из $(A+61)$ г $MeHCO_{3}$ образуется 22,4 л $CO_{2}$;
из 7,5 г $MeHCO_{3}$ образуется 0,672 л $CO_{2}$;
$A=189$.
Подлинное значение атомной массы находится между значениями 95 и 189. По периодической системе устанавливаем, что это металл цезий. Определим количество молов $CO_{2}$:
$\frac{0,672}{22,4} = 0,03 моль$. Общее количество молей карбоната и гидрокарбоната также равняется 0,03.
$Cs_{2}CO_{3} - CsHCO_{3}$;
326 г - 194 г;
$x$ г - ($7,5 - x$) г;
$\frac{x}{326} + \frac{7,5 - x}{194} = 0,03; x = 4,15 г$.
В смеси содержалось 4,15 г, или 55,33 %, $Cs_{2}CO_{3}$ и 7,5 - 4,15 = 3,35 г, или 44,67, $CsHCO_{3}$.