Какова массовая доля примесей (в процентах) в данном образце мела при реакции избытка соляной кислоты и выделении 1,12
Какова массовая доля примесей (в процентах) в данном образце мела при реакции избытка соляной кислоты и выделении 1,12 л CO2 при массе мела 10 г?
Сергеевна 11
Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся следующие шаги:1. Рассчитаем молярную массу \(CO_2\) (двуокиси углерода). Молярная масса углерода (С) равна 12,01 г/моль, а молярная масса кислорода (O) равна 16,00 г/моль. Таким образом, молярная масса \(CO_2\) будет равна:
\[M_{CO_2} = M_C + 2 \cdot M_O = 12,01 + 2 \cdot 16,00 = 44,01 \, \text{г/моль}\]
2. Рассчитаем количество молей \(CO_2\) (выделенного при реакции) по заданным объему и условной температуре. Мы знаем, что 1 моль идеального газа занимает при нормальных условиях объем 22,4 литра. Поэтому в данной задаче 1,12 литра \(CO_2\) будет содержать:
\[n_{CO_2} = \frac{V_{CO_2}}{V_{1 \, \text{моль}}}{=} \frac{1,12}{22,4}{=} 0,05 \, \text{моль}\]
3. По балансованному уравнению реакции можем установить соотношение между количеством молей \(CO_2\) и молями используемого мела. Исходя из данного в задании уравнения реакции:
\[CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + CO_2 + H_2O\]
мы видим, что при разложении одной моли \(CaCO_3\) образуется одна моль \(CO_2\). Следовательно, количество молей \(CaCO_3\) будет равно:
\[n_{CaCO_3} = n_{CO_2} = 0,05 \, \text{моль}\]
4. Рассчитаем массу мела (CaCO3), используя его молярную массу. Молярная масса \(CaCO_3\) равна сумме масс атомов кальция (Ca), углерода (C) и кислорода (O):
\[M_{CaCO_3} = M_{Ca} + M_C + 3 \cdot M_O = 40,08 + 12,01 + 3 \cdot 16,00 = 100,09 \, \text{г/моль}\]
\[m_{CaCO_3} = n_{CaCO_3} \cdot M_{CaCO_3} = 0,05 \cdot 100,09 = 5,0045 \, \text{г}\]
5. Теперь мы можем рассчитать массовую долю примесей в меле. Для этого нам нужно знать массу образца мела. Предположим, что масса мела составляет 100 г. Тогда массовая доля примесей будет равна:
\[\text{Массовая доля примесей (в \%)} = \left( \frac{\text{масса примесей}}{\text{масса образца мела}} \right) \cdot 100\]
\[\text{Масса примесей} = \text{Масса образца мела} - \text{Масса чистого мела}\]
\[\text{Масса примесей} = 100 - 5,0045 = 94,9955 \, \text{г}\]
\[\text{Массовая доля примесей (в \%)} = \frac{94,9955}{100} \cdot 100 = 94,9955 \, \%\]
Таким образом, массовая доля примесей в данном образце мела составляет примерно \(\boldsymbol{94,9955 \, \%}\).