Какова массовая доля песчаной примеси в образце мела после того, как 30 г образца с примесью песка взаимодействовали

Pugayuschiy_Lis

2

Чтобы решить эту задачу, мы сначала должны выяснить, сколько вещества было взаимодействующих веществ и как они связаны с выделенным газом.

Задача говорит, что образец мела взаимодействовал с избытком соляной кислоты, и из этого взаимодействия выделилось 6.05 л газа. Чтобы определить массовую долю песчаной примеси в образце мела, мы сначала должны понять, как выделенный газ (при предположении, что это газовый СО2) связан с массовым содержанием песчаной примеси.

Взаимодействие образца соляной кислоты также будет вызывать реакцию между кальцием карбонатом (CaCO3) из мела и соляной кислотой (HCl), образуя углекислый газ (CO2). Реакция можно записать следующим образом:

\[CaCO3 + 2HCl \rightarrow CaCl2 + CO2 + H2O\]

Из уравнения реакции видно, что каждый моль кальциевого карбоната (CaCO3) реагирует с 2 молями соляной кислоты (HCl) и образует 1 моль углекислого газа (CO2).

Чтобы определить количество молей углекислого газа, выделившегося из образца, мы можем использовать уравнение нормальности газов PV = nRT, где P - давление газа, V - его объем, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная и T - температура.

Поскольку мы знаем, что объем газа составляет 6.05 л и предполагается, что реакция проводится при нормальных условиях температуры и давления, мы можем записать уравнение следующим образом:

\[V = n \cdot 22.4\, л/моль\]

Раскроем формулу и выразим количество молей газа:

\[n = \frac{V}{22.4\, л/моль}\]

Подставим известные значения в данное уравнение:

\[n = \frac{6.05\, л}{22.4\, л/моль} \approx 0.27 моль\]

Теперь мы знаем количество молей углекислого газа, выделившегося из образца мела. Остается понять, как это количество связано с массовой долей песчаной примеси в образце.

Кальций карбонат (CaCO3) в меле имеет молярную массу 100.09 г/моль, а массовая доля углекислого газа (CO2) равна отношению массы углекислого газа к общей массе образца.

Чтобы найти массу углекислого газа, выделившегося из образца, мы можем использовать следующее уравнение:

\[масса\,CO2 = n \cdot молярная\,масса\,CO2\]

Подставляем известные значения:

\[масса\,CO2 = 0.27\, моль \cdot 44.01\, г/моль \approx 11.88\, г\]

Теперь у нас есть масса углекислого газа. Чтобы найти массовую долю песчаной примеси в образце мела, мы должны разделить массу песчаной примеси на общую массу образца.

Предположим, что образец мела состоит только из кальциевого карбоната (CaCO3) и песка. Предположим также, что масса образца составляет 30 г. Тогда массовая доля песчаной примеси (масса песка) можно найти следующим образом:

\[массовая\,доля\,песка = \frac{масса\,песка}{масса\,образца} \times 100\%\]

Чтобы найти массу песчаной примеси, нам нужно вычесть массу кальциевого карбоната из общей массы образца:

\[масса\,песка = масса\,образца - масса\,CaCO3\]

Подставим значения:

\[масса\,песка = 30\, г - 11.88\, г \approx 18.12\, г\]

Теперь мы можем посчитать массовую долю песчаной примеси:

\[массовая\,доля\,песка = \frac{18.12\, г}{30\, г} \times 100\% \approx 60.4\%\]

Итак, массовая доля песчаной примеси в образце мела составляет примерно 60.4%.