Определите массу образца карбоната цинка, который подвергся термическому разложению, если в процессе разложения было

Sladkaya_Vishnya

62

Для решения этой задачи, нам понадобятся следующие сведения:

1. Объем газа, выделившегося при разложении карбоната цинка - 4,48 л.
2. Доля примесей в образце.

Данная задача требует расчета массы образца карбоната цинка, поэтому мы можем использовать закон простых пропорций.

Пусть x - масса образца карбоната цинка (в граммах).
Так как масса образца целиком состоит из карбоната цинка, то масса карбоната цинка в образце также равна x граммам.

Мы знаем, что при термическом разложении карбоната цинка образуется газ (в данном случае, известно, что объем газа равен 4,48 литра). При разложении 1 моля карбоната цинка образуется 1 моль газа (при Стандартных условиях температуры и давления - СТД).

Теперь мы привяжем количество газа к количеству вещества. Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

PV = nRT,

где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества газа в молях, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа в Кельвинах.

Так как мы знаем, что мольный объем идеального газа при СТД равен 22,4 литрам, мы можем записать следующее соотношение:

n = V / V_m,

где V_m = 22.4 л/моль - мольный объем идеального газа при СТД.

Теперь мы можем записать пропорцию:

n(CO_2) / n(ZnCO_3) = V(CO_2) / V(ZnCO_3),

где n(CO_2) - количество молей CO_2, образовавшихся при разложении, n(ZnCO_3) - количество молей карбоната цинка в образце.

Так как у нас известен объем газа, мы может записать:

n(CO_2) = V(CO_2) / V_m,

n(ZnCO_3) = x / M,
где M - молярная масса карбоната цинка.

Теперь мы можем выразить molar_mass карбоната цинка M через количество молей карбоната цинка n(ZnCO_3). Для этого воспользуемся формулой:

M = molar_mass_Zn/molar_mass_ZnCO_3,

где molar_mass_Zn - молярная масса цинка, molar_mass_ZnCO_3 - молярная масса карбоната цинка.

Затем, объединим все эти шаги и получим окончательное решение данной задачи.

Теперь давайте посмотрим на формулы и значения:

Молярная масса цинка (molar_mass_Zn) = 65.38 г/моль,
Молярная масса карбоната цинка (molar_mass_ZnCO_3) = 125.39 г/моль,
Мольный объем идеального газа (V_m) = 22.4 л/моль.

Теперь подставим значения в формулы и решим задачу:

n(ZnCO_3) = x / M = x / (molar_mass_Zn/molar_mass_ZnCO_3) = x * (molar_mass_ZnCO_3/molar_mass_Zn) = x * (125.39 г/моль)/(65.38 г/моль) = x * 1.915

n(CO_2) = V(CO_2) / V_m = 4.48 л / 22.4 л/моль = 0.2 моль (моли)

Теперь мы можем записать пропорцию:

n(CO_2) / n(ZnCO_3) = V(CO_2) / V(ZnCO_3) = 0.2/ 0.2 * x * 1.915 = 1.915 * x

Таким образом, масса карбоната цинка равна:

1.915 * x = 0.2
x = 0.2 / 1.915
x ≈ 0.1045 г

Итак, масса образца карбоната цинка, который подвергся термическому разложению, составляет около 0.1045 грамма.