34.07 Растворимость и кристаллогидраты

Уравнения реакций:

1) CaCl₂ + 2AgNO₃ → 2AgCl + Ca(NO₃)₂

2) CaCl₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃ + 2NaCl

300 мл воды = 300 г воды;
Пусть в 300 г воды растворили x г CaCl₂, тогда:

Составим пропорцию:
55,5 г CaCl₂ может растворится в 100 г воды, тогда
x г CaCl₂ может растворится в 300 г воды, следовательно
x = (300 * 55,5) / 100 = 166,5 г (m _общ. CaCl₂)
Найдем массу раствора CaCl₂, который получили при добавлении 166,5 г этой соли к 300 г воды: m_{общ. р-ра} CaCl₂ = 300 + 166,5 = 466,5 г
n_общ. CaCl₂ = m _общ. CaCl₂ / M CaCl₂ = 166,5 г / 111 г/моль = 1,5 моль

Расчеты по первому уравнению и первой колбе:
Через известную массу осадка (хлорид серебра) найдем его количество: n AgCl = m AgCl / M AgCl = 143,5 г / 143,5 г/моль = 1 моль
Из 1 уравнения следует: 1/2 * n AgCl​​​​​​​ = n₁ CaCl₂ = 1/2 * 1 моль = 0,5 моль

Расчеты по второму уравнению и второй колбе:
Мы только что нашли количество хлорида кальция в 1 колбе, зная это, можно найти количество этой соли во второй колбе: n₂ CaCl₂ = n _общ. CaCl₂ - n₁ CaCl₂ = 1,5 моль - 0,5 моль = 1 моль
Найдем массу и количество самого карбоната натрия до реакции: 10% = 0,1; m _общ. Na₂CO₃ = m _р-ра Na₂CO₃ * w Na₂CO₃ = 1272 г * 0,1 = 127,2 г.
n _общ. Na₂CO₃ = m _общ. Na₂CO₃ / M Na₂CO₃ = 127,2 г / 106 г/моль = 1,2 моль
Следуя из 2 уравнения: n _{прореаг.} Na₂CO₃ = n₂ CaCl₂ = 1 моль. Прореагировало меньше карбоната натрия, чем есть вообще, после реакции карбонат натрия остался, следовательно, он в избытке, хлорид кальция в ходе 2 реакции реагирует весь.

Найдем количество и массу оставшегося после реакции карбоната натрия: n _ост.  Na₂CO₃ = n _общ. Na₂CO₃ - n _{прореаг.} Na₂CO₃ = 1,2 моль - 1 моль = 0,2 моль.
m _ост. Na₂CO₃ = n _ост. Na₂CO₃ * M Na₂CO₃ = 0,2 моль * 106 г/моль = 21,2 г.

Следуя из 2 уравнения: n CaCO₃ = n₂ CaCl₂ = 1 моль. m CaCO₃ = n CaCO₃ * M CaCO₃ = 1 моль * 100 г/моль = 100 г
Найдем массу изначального раствора хлорида кальция во 2 колбе через соотношение количеств этой соли в двух колбах (пропорция): 1/1,5 * 466,5 = 311 г = m _{р-ра 2}
Найдем массу конечного раствора: m _{кон. р-ра} = m _{р-ра 2} + m _р-ра Na₂CO₃ - m CaCO₃ = 311 + 1272 - 100 = 1483 г
Найдем массовую долю карбоната натрия в этом конечном растворе: w _ост.  Na₂CO₃ = (m _ост. Na₂CO₃ * 100%) / m _{кон. р-ра} = (21,2 * 100%) / 1483 = 1,43%

Ответ: w _ост. Na₂CO₃ = 1,43%