Каков состав смеси карбонатов кальция и магния в массовых долях, если при реакции с избытком соляной
Объяснение: Для решения данной задачи мы будем использовать химические уравнения и законы сохранения вещества и массы.
Сначала определим химическую реакцию между соляной кислотой (HCl) и карбонатами кальция (CaCO3) и магния (MgCO3):
HCl + CaCO3 → CaCl2 + CO2 + H2O
HCl + MgCO3 → MgCl2 + CO2 + H2O
Из уравнений видно, что при реакции образуется углекислый газ (CO2).
У нас известна объемная концентрация газа, который выделился при реакции (2,116 л) и масса смеси (8,2 г). Наша задача — найти массовые доли карбонатов.
Сначала определяем количество выделившегося газа по уравнению идеального газа:
n = V / Vm,
где n — количество вещества газа (в молях), V — объем газа при нормальных условиях (2,116 л) и Vm — молярный объем газа при нормальных условиях (22,4 л/моль).
n = 2,116 л / 22,4 л/моль ≈ 0,0945 моль.
Затем находим массу выделившегося газа:
m = n * M,
где m — масса газа, n — количество вещества газа (в молях), M — молярная масса газа. Для CO2 M = 44 г/моль.
m = 0,0945 моль * 44 г/моль ≈ 4,158 г.
Теперь можем определить массовую долю карбонатов:
m(CaCO3) = m(газа) * (M(CaCO3) / M(CO2)),
где m(CaCO3) — масса карбоната кальция, m(газа) — масса газа (4,158 г), M(CaCO3) — молярная масса карбоната кальция (100 г/моль), M(CO2) — молярная масса CO2 (44 г/моль).
m(CaCO3) = 4,158 г * (100 г/моль / 44 г/моль) ≈ 9,45 г.
m(MgCO3) = m(газа) * (M(MgCO3) / M(CO2)),
где m(MgCO3) — масса карбоната магния, m(газа) — масса газа (4,158 г), M(MgCO3) — молярная масса карбоната магния (84 г/моль), M(CO2) — молярная масса CO2 (44 г/моль).
m(MgCO3) = 4,158 г * (84 г/моль / 44 г/моль) ≈ 7,93 г.
Таким образом, массовые доли карбонатов в смеси составляют около 9,45 г карбоната кальция и 7,93 г карбоната магния.
Пример использования:
Пользователь: Каков состав смеси карбонатов кальция и магния в массовых долях, если при реакции с избытком соляной кислоты выделилось 2,116 л газа (н.у.), при действии на 8,2 г смеси?
Учитель: Для определения состава смеси карбонатов кальция и магния вам нужно учитывать массу газа, выделенного при реакции. В данном случае, массовые доли карбонатов составляют около 9,45 г карбоната кальция и 7,93 г карбоната магния.
Совет:
— Перед решением задачи посмотрите химические уравнения реакций и убедитесь, что вы знаете, какие продукты образуются при взаимодействии соляной кислоты.
— Внимательно следите за единицами измерения и конвертируйте их, если это необходимо, чтобы их можно было использовать в расчетах.
Упражнение:
Каков будет состав смеси карбонатов кальция и магния в массовых долях, если при реакции с избытком соляной кислоты выделится 1,5 л газа при нормальных условиях, а масса смеси составляет 10 г? Ответ выразите округленными до сотых.