Какова массовая доля каждого компонента в смеси, если при обработке 9,8 г смеси карбоната, гидроксида и сульфата

Magnitnyy_Magnat

18

Для решения данной задачи нам необходимо определить массовую долю каждого компонента в смеси. Давайте разобьем решение на несколько шагов:

Шаг 1: Определение массы газа, выделенного при реакции.
Масса газа, выделенного при реакции, равна 0,896 л и мы знаем, что условия нормальных условий (н.у.). При н.у., 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Исходя из этого, мы можем определить количество молей газа по формуле:

\[
n = \dfrac{V}{V_m}
\]

где \(n\) - количество молей газа, \(V\) - объем газа, \(V_m\) - молярный объем газа при н.у. Так как у нас дан объем газа \(0,896\) л и молярный объем газа при н.у. равен \(22,4\) л/моль, мы можем подставить значения в формулу:

\[
n = \dfrac{0,896}{22,4}
\]

Шаг 2: Определение молей соляной кислоты, требующейся для реакции.
Моли кислоты можно определить, используя соотношение "1 моль кислоты реагирует с 1 молью гидроксида или сульфата кальция". Поскольку у нас избыток соляной кислоты, мы можем сказать, что количество молей газа равно количеству молей гидроксида и сульфата кальция в смеси. Таким образом, количество молей газа равно количеству молей гидроксида и количеству молей сульфата кальция.

Шаг 3: Определение массы гидроксида и сульфата кальция.
Масса гидроксида и сульфата кальция можно определить, используя соотношение между массой, количеством молей и молярной массой вещества:

\[
m = n \cdot M
\]

где \(m\) - масса вещества, \(n\) - количество молей вещества, \(M\) - молярная масса вещества.

Шаг 4: Определение массовой доли каждого компонента.
Массовая доля каждого компонента в смеси будет равна отношению массы компонента к общей массе смеси, умноженному на 100%:

\[
\text{{Массовая доля}} = \dfrac{\text{{Масса компонента}}}{\text{{Общая масса смеси}}} \times 100\%
\]

Теперь, давайте проведем все необходимые рассчеты.

Шаг 1: Моли газа
\[
n = \dfrac{0,896}{22,4} = 0,04 \text{{ моль}}
\]

Шаг 2: Масса соляной кислоты
Так как соляная кислота реагирует с гидроксидом и сульфатом кальция в соотношении 1:1, количество молей соляной кислоты будет также равно 0,04 моль.

Шаг 3: Масса гидроксида и сульфата кальция
Так как количество молей гидроксида и сульфата кальция равно количеству молей газа и известна их молярная масса, мы можем определить их массу. Из химических уравнений известно, что гидроксид кальция (Ca(OH)2) имеет молярную массу 74 г/моль, а сульфат кальция (CaSO4) - 136 г/моль.
Масса гидроксида:
\[
m_{\text{{гидроксида}}} = n \cdot M_{\text{{гидроксида}}} = 0,04 \cdot 74 = 2,96 \text{{ г}}
\]
Масса сульфата кальция:
\[
m_{\text{{сульфата кальция}}} = n \cdot M_{\text{{сульфата кальция}}} = 0,04 \cdot 136 = 5,44 \text{{ г}}
\]

Шаг 4: Массовая доля каждого компонента
Масса каждого компонента:
Масса карбоната: 9,8 г - 2,1 г твердого остатка - 2,96 г гидроксида - 5,44 г сульфата кальция = 0,4 г
Массовая доля карбоната:
\[
\text{{Массовая доля карбоната}} = \dfrac{0,4}{9,8} \times 100\%
\]
Таким образом, мы можем рассчитать массовую долю каждого компонента в смеси.