1. Сколько массовых долей примесей (в %) содержится в образце фосфорита массой 50 г, если при обработке избыточным

Путешественник_Во_Времени

34

Решение задачи 1:
Для начала посчитаем массу серной кислоты, которая прореагировала с фосфоритом. Масса твердого остатка равна массе продукта реакции (твердого остатка) и массе серной кислоты:

\[ \text{Масса серной кислоты} = \text{Масса твердого остатка} - \text{Масса продукта реакции} = 52.64 \, \text{г} - 50 \, \text{г} = 2.64 \, \text{г} \]

Затем найдем количество вещества серной кислоты, которое прореагировало:

\[ n(\text{H}_2\text{SO}_4) = \frac{\text{Масса серной кислоты}}{\text{Молярная масса серной кислоты}} \]

Молярная масса серной кислоты (\(\text{H}_2\text{SO}_4\)) равна:

\[ \text{Молярная масса}(\text{H}_2\text{SO}_4) = 2 (\text{Молярная масса(H)} + \text{Молярная масса(O)}) + \text{Молярная масса(S)} \]
\[ = 2(1 \, \text{г/моль} + 16 \, \text{г/моль}) + 32 \, \text{г/моль} = 98 \, \text{г/моль} \]

Подставим найденные значения:

\[ n(\text{H}_2\text{SO}_4) = \frac{2.64 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 0.0269 \, \text{моль} \]

Затем найдем количество вещества примесей, реагирующих с серной кислотой.
Так как мы имеем превышение серной кислоты, то количество вещества примесей равно нулю.
Теперь можем рассчитать массовую долю примесей в процентах:

\[ \text{Массовая доля примесей} = \frac{\text{Масса примесей}}{\text{Масса образца}} \times 100 \]

Подставим значения и рассчитаем:

\[ \text{Массовая доля примесей} = \frac{0 \, \text{г}}{50 \, \text{г}} \times 100 = 0\% \]

Ответ: 0%

Решение задачи 2:
Сначала рассчитаем количество угля без примесей:

\[ \text{Масса угля без примесей} = \text{Масса угля} - (\text{Масса угля} \times \text{Доля примесей}) \]
\[ \text{Масса угля без примесей} = 15 \, \text{г} - (15 \, \text{г} \times 0.2) = 12 \, \text{г} \]

Теперь рассчитаем количество углекислого газа, который образовался при сжигании этого количества угля. Уголь полностью прореагировал, поэтому количество вещества углекислого газа равно количеству вещества угля без примесей:

\[ n(\text{CO}_2) = \frac{\text{Масса угля без примесей}}{\text{Молярная масса угля без примесей}} \]

Молярная масса угля без примесей равна:

\[ \text{Молярная масса угля без примесей} = \frac{\text{Масса угля без примесей}}{\text{Количество вещества угля без примесей}} \]

Углерод имеет молярную массу 12 г/моль, поэтому:

\[ \text{Молярная масса угля без примесей} = \frac{12 \, \text{г}}{1 \, \text{моль}} = 12 \, \text{г/моль} \]

Подставим значения и рассчитаем количество вещества углекислого газа:

\[ n(\text{CO}_2) = \frac{12 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} = 1 \, \text{моль} \]

Затем рассчитаем количество вещества гидроксида натрия, которое реагировало с углекислым газом:

\[ n(\text{NaOH}) = \frac{\text{Масса гидроксида натрия}}{\text{Молярная масса гидроксида натрия}} \]

Молярная масса гидроксида натрия (\(\text{NaOH}\)) равна:

\[ \text{Молярная масса}(\text{NaOH}) = \text{Молярная масса(Na)} + \text{Молярная масса(O)} + \text{Молярная масса(H)} \]
\[ = 23 \, \text{г/моль} + 16 \, \text{г/моль} + 1 \, \text{г/моль} = 40 \, \text{г/моль} \]

Подставим значения и рассчитаем количество вещества гидроксида натрия:

\[ n(\text{NaOH}) = \frac{480 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} = 12 \, \text{моль} \]

После этого рассчитаем количество вещества углекислого газа, которое реагировало с гидроксидом натрия:

\[ n(\text{CO}_2) = \frac{n(\text{NaOH})}{2} \]

Здесь мы используем коэффициент пропорциональности, который равен 1:2 между углекислым газом и гидроксидом натрия. Подставим значения и рассчитаем:

\[ n(\text{CO}_2) = \frac{12 \, \text{моль}}{2} = 6 \, \text{моль} \]

Теперь рассчитаем массу каждой из солей в образовавшемся растворе.
Масса каждой соли равна количеству вещества умноженному на молярную массу:

\[ \text{Масса соли} = n(\text{Соль}) \times \text{Молярная масса соли} \]

Молярные массы солей:
- Надгруппа NaHCO3 - 84 г/моль
- Надгруппа Na2CO3 - 106 г/моль

Подставим значения и рассчитаем массы солей:

\[ \text{Масса NaHCO3} = 6 \, \text{моль} \times 84 \, \text{г/моль} = 504 \, \text{г} \]
\[ \text{Масса Na2CO3} = 6 \, \text{моль} \times 106 \, \text{г/моль} = 636 \, \text{г} \]

Наконец, рассчитаем массовую долю каждой соли в растворе:

\[ \text{Массовая доля соли} = \frac{\text{Масса соли}}{\text{Масса раствора}} \times 100 \]

Масса раствора равна массе гидроксида натрия:

\[ \text{Массовая доля NaHCO3} = \frac{504 \, \text{г}}{480 \, \text{г}} \times 100 = 105\% \]
\[ \text{Массовая доля Na2CO3} = \frac{636 \, \text{г}}{480 \, \text{г}} \times 100 = 132.5\% \]

Ответ: 67,2 г и 12.82% NaHCO3, 21,2 г и 4.04% Na2CO3