Каковы массовые доли карбоната кальция, фосфата кальция и оксида кальция в исходной смеси массой 20 г после воздействия

Екатерина

49

Чтобы решить данную задачу, нам понадобятся основные понятия химии, такие как молярные массы, уравнения реакций и стехиометрия. Давайте рассмотрим каждый шаг в деталях.

Шаг 1: Запись химической реакции
Исходя из условия задачи, мы знаем, что азотная кислота реагирует с карбонатом кальция (CaCO3) и фосфатом кальция (Ca3(PO4)2). Реакции можно записать следующим образом:

CaCO3 + 2HNO3 -> Ca(NO3)2 + CO2 + H2O

Ca3(PO4)2 + 6HNO3 -> 3Ca(NO3)2 + 2H3PO4

Формулы продуктов реакции вытекают из замены ионов.

Шаг 2: Применение стехиометрии
На этом этапе мы будем использовать коэффициенты перед реагентами и продуктами в уравнениях реакций для определения отношений между ними.
1 моль CaCO3 соответствует 1 моль Ca(NO3)2.
1 моль Ca3(PO4)2 соответствует 3 моль Ca(NO3)2.
Теперь мы можем перейти к расчетам.

Шаг 3: Расчет величин
Объем газа равен 560 мл. В нормальных условиях (н.у.), 1 моль газа занимает примерно 22,4 литра. Следовательно, объем газа в нормальных условиях составляет:

560 мл ÷ 1000 = 0,56 л (переведем мл в литры)

0,56 л ÷ 22,4 л/моль = 0,025 моль CO2

Шаг 4: Определение массы
Масса каждого вещества рассчитывается с использованием молярной массы.
Молярные массы:
CaCO3 = 100,09 г/моль
Ca(NO3)2 = 164,09 г/моль
Ca3(PO4)2 = 310,18 г/моль

Теперь рассчитаем массу каждого вещества.

Масса CaCO3 = молярная масса × количество молей = 100,09 г/моль × 1 моль = 100,09 г
Масса Ca(NO3)2 = молярная масса × количество молей = 164,09 г/моль × 1 моль = 164,09 г
Масса Ca3(PO4)2 = молярная масса × количество молей = 310,18 г/моль × 3 моль = 930,54 г

Шаг 5: Расчет массовых долей
Массовая доля каждого вещества рассчитывается путем деления его массы на общую массу смеси. Для расчета общей массы смеси нам необходимо сложить массы всех веществ.

Общая масса = масса CaCO3 + масса Ca(NO3)2 + масса Ca3(PO4)2 = 100,09 г + 164,09 г + 930,54 г = 1194,72 г

Теперь можем рассчитать массовую долю каждого компонента:

Массовая доля CaCO3 = (масса CaCO3 ÷ общая масса) × 100% = (100,09 г ÷ 1194,72 г) × 100% ≈ 8,38%
Массовая доля Ca(NO3)2 = (масса Ca(NO3)2 ÷ общая масса) × 100% = (164,09 г ÷ 1194,72 г) × 100% ≈ 13,73%
Массовая доля Ca3(PO4)2 = (масса Ca3(PO4)2 ÷ общая масса) × 100% = (930,54 г ÷ 1194,72 г) × 100% ≈ 77,89%

Итак, массовые доли карбоната кальция, фосфата кальция и оксида кальция в исходной смеси равны примерно 8,38%, 13,73% и 77,89% соответственно.