Скільки сульфатної кислоти потрібно для взаємодії з сумішшю, що містить 0,2 моль кальцій карбонату і 0,4 моль калій

Шумный_Попугай

45

Чтобы решить эту задачу, нам необходимо использовать реакционный уравнение и стехиометрию.

Реакционное уравнение:
\[CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + CO2 + H2O\]

Из уравнения мы видим, что для каждой молекулы кальция карбоната требуется 1 молекула сульфатной кислоты для полного превращения их в сульфат кальция.

\[\text{M(CaCO3)} = 40,08 \, \text{г/моль}\]
\[\text{M(H2SO4)} = 98,09 \, \text{г/моль}\]

Теперь мы можем рассчитать массу кальция карбоната и калия карбоната в данной смеси:
\[\text{Масса(CaCO3)} = \text{моль(CaCO3)} \times \text{M(CaCO3)}\]
\[\text{Масса(CaCO3)} = 0,2 \, \text{моль} \times 40,08 \, \text{г/моль} = 8,016 \, \text{г}\]
\[\text{Масса(K2CO3)} = \text{моль(K2CO3)} \times \text{M(K2CO3)}\]
\[\text{Масса(K2CO3)} = 0,4 \, \text{моль} \times 138,21 \, \text{г/моль} = 55,284 \, \text{г}\]

Зная массу кальция карбоната и калия карбоната, мы можем рассчитать мольную долю каждого компонента в смеси:
\[\text{Мольная доля(CaCO3)} = \frac{\text{Масса(CaCO3)}}{\text{Общая масса смеси}} \times 100\%\]
\[\text{Мольная доля(CaCO3)} = \frac{8,016 \, \text{г}}{8,016 \, \text{г} + 55,284 \, \text{г}} \times 100\% = 12,67\%\]
\[\text{Мольная доля(K2CO3)} = \frac{\text{Масса(K2CO3)}}{\text{Общая масса смеси}} \times 100\%\]
\[\text{Мольная доля(K2CO3)} = \frac{55,284 \, \text{г}}{8,016 \, \text{г} + 55,284 \, \text{г}} \times 100\% = 87,33\%\]

Используя стехиометрию, мы можем определить, сколько моль сульфатной кислоты требуется для полной реакции с данным количеством кальция карбоната:
\[\text{Моль(H2SO4)} = \text{Мольная доля(CaCO3)} \times \frac{1}{1} = 0,1267 \, \text{моль}\]

Теперь мы можем найти массу сульфатной кислоты, используя массу и молярную массу:
\[\text{Масса(H2SO4)} = \text{Моль(H2SO4)} \times \text{M(H2SO4)}\]
\[\text{Масса(H2SO4)} = 0,1267 \, \text{моль} \times 98,09 \, \text{г/моль} = 12,42 \, \text{г}\]

Таким образом, для взаимодействия смеси, содержащей 0,2 моль кальция карбоната и 0,4 моль калия карбоната, потребуется около 12,42 г сульфатной кислоты.