Какова массовая доля примесей в исходном образце мрамора после его растворения в избытке соляной кислоты и образования

Собака

20

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо учитывать баланс химической реакции между мрамором и соляной кислотой. Реакция между кальцием карбонатом (мрамором) и соляной кислотой выглядит следующим образом:

\[
\text{CaCO}_3 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}
\]

Из уравнения реакции видно, что на каждый моль мрамора (CaCO3) образуется один моль газа \(CO_2\) и вода \(H_2O\), а также образуется один моль хлорида кальция \(CaCl_2\).

Теперь мы можем использовать закон Авогадро для связи количества газа с количеством вещества. По этому закону, один моль газа занимает при нормальных условиях (н.у) объём, равный 22,4 литра. Данный объем газа (2,24 л) равен 0,1 молям.

Из уравнения реакции видно, что на каждый моль мрамора образуется один моль хлорида кальция. Таким образом, масса хлорида кальция, образовавшегося из мрамора, равна молярной массе хлорида кальция, который составляет 111 г/моль, умноженной на количество молей мрамора.

Далее, чтобы найти массовую долю примесей в исходном образце мрамора, необходимо знать массу исходного образца мрамора. Пусть масса исходного образца мрамора составляет \(m\) грамм.

Таким образом, общая масса исходного образца мрамора равна массе кальция карбоната, который составляет 100 г/моль, умноженной на количество молей мрамора.

Массовая доля примесей в исходном образце мрамора может быть найдена с помощью следующей формулы:

\[
\text{Массовая доля примесей} = \frac{\text{Масса примесей}}{\text{Общая масса образца мрамора}} \times 100\%
\]

Теперь, вычислим все значения, используя полученные данные:

Количество молей мрамора:

\[
\text{Количество молей мрамора} = \text{Объём газа (н.у.)} / \text{Объём одного моля газа (н.у.)} = 0.1 \, \text{моль}
\]

Масса хлорида кальция:

\[
\text{Масса хлорида кальция} = \text{Мольная масса хлорида кальция} \times \text{Количество молей мрамора} = 111 \, \text{г/моль} \times 0.1 \, \text{моль} = 11.1 \, \text{г}
\]

Общая масса образца мрамора:

\[
\text{Общая масса образца мрамора} = \text{Мольная масса мрамора} \times \text{Количество молей мрамора} = 100 \, \text{г/моль} \times 0.1 \, \text{моль} = 10 \, \text{г}
\]

Массовая доля примесей:

\[
\text{Массовая доля примесей} = \frac{\text{Масса хлорида кальция}}{\text{Общая масса образца мрамора}} \times 100\% = \frac{11.1 \, \text{г}}{10 \, \text{г}} \times 100\% = 111\%
\]

Таким образом, массовая доля примесей в исходном образце мрамора составляет 111%.

Можно сделать вывод, что при растворении мрамора в избытке соляной кислоты произошло не только растворение мрамора, но также и другие реакции, которые внесли дополнительные вещества в раствор. Возможно, это связано с присутствием примесей или других минералов в мраморе.