Химия

Рассчитаем массу раствора карбоната калия:

$m(р-ра) = \rho (р-ра) \cdot V(р-ра)$;
$m(р-ра) = 1,414 \cdot 36,6 = 51,75 г$.

Находим массу карбоната калия в растворе:

$m(K_{2}CO_{3}) = \frac{ \omega (K_{2}CO_{3}) \cdot m(р-ра)}{100 \text{ %}}$;
$m(K_{2}CO_{3}) = \frac{40 \cdot 51,75}{100} = 20,7 г$.

Вычисляем количество карбоната калия:

$\nu (K_{2}CO_{3}) = \frac{m(K_{2}CO_{3})}{M(K_{2}CO_{3})}$;
$\nu (K_{2}CO_{3}) = \frac{20,7}{138} = 0,15 моль$.

Записываем уравнение реакции взаимодействия карбоната калия и соляной кислоты:

$K_{2}CO_{3} + 2HCl \rightarrow 2KCl + CO_{2} \uparrow + H_{2}O$.

Определяем количество оксида углерода, образовавшегося в результате реакции. Согласно уравнению реакции

$\nu (CO_{2}) = \nu (K_{2}CO_{3}); \nu (CO_{2}) = 0,15 моль$.

Рассчитываем количество гидроксида кальция:

$\nu (Ca(OH)_{2}) = \frac{m(Ca(OH)_{2})}{M(Ca(OH)_{2})}$;
$\nu (Ca(OH)_{2}) = \frac{7,4}{74} = 0,1 моль$.

Записываем реакцию образования карбоната кальция в результате взаимодействия гидроксида кальция и оксида углерода:

$Ca(OH)_{2} + CO_{2} \rightarrow CaCO_{3} \downarrow + H_{2}O$.

Рассчитываем количество оксида углерода (IV), необходимое для получения карбоната кальция из 0,1 моль гидроксида кальция. Из уравнения реакции следует, что

$\nu_{1} (CO_{2} ) = \nu (Ca(OH_{2})); \nu_{1}(CO_{2}) = 0,1 моль$.

Определяем количество карбоната кальция, которое! можно получить при 100%-ном выходе из 0,1 моль гидроксида кальция. В соответствии с уравнением реакции

$\nu(СаCO_{3}) = \nu(Ca(OH)_{2}); \nu (CaCO_{3}) = 0,1 моль$.

Нами определено, что из 0,1 моль гидроксида кальция можно получить 0,1 моль карбоната кальция, для этого потребуется 0,1 моль оксида углерода (IV). Через раствор гидроксида кальция пропустили 0,15 моль оксида углерода. Следовательно, он взят в избытке. Рассчитываем его избыток:

$\nu_{2}(CO_{2}) = \nu (CO_{2}) - \nu_{1}(CO_{2} ))$;
$\nu_{2}(CO_{2}) = 0,15 - 0,1 = 0,05 моль$.

Поскольку оксид углерода взят в избытке, с ним будет реагировать карбонат кальция с образованием растворимого в воде гидрокарбоната кальция по уравнению

$CaCO_{3} + CO_{2} + H_{2}O \rightarrow Ca(HCO_{3})_{2}$.

Находим количество карбоната кальция, растворившегося в результате данной реакции. Согласно уравнению реакции

$\nu_{1} (CaCO_{3}) = \nu(2)(CO_{2}); \nu_{1}(CaCO_{3}) = 0,05 моль$.

Находим количество карбоната кальция в составе нерастворившегося осадка:

$\nu_{2}(CaCO_{3}) = \nu (CaCO_{3}) - \nu_{1}(CaCO_{3})$;
$\nu_{2}(CaCO_{3}) = 0,1 - 0,05 = 0,05 моль$.

Определяем массу осадка:

$m(CaCO_{3}) = \nu_{2}(CaCO_{3}) \cdot M(CaCO_{3})$;
$m(CaCO_{3}) = 0,05 \cdot 100 = 5 г$.