Массовые доли компонентов смеси солей кальция
При обработке 9,8 г смеси карбоната, гидроксида и сульфата кальция избытком соляной кислоты выделилось 0,896 л газа (н. у.) и осталось 2,1 г твёрдого остатка. Вычислите массовую долю компонентов в смеси.
Дано
`m(смеси) = 9.8 text{ г}`
`V(газа) = 0.896 text{ л}`
`m(остатка) = 2.1 text{ г}`
Найти
`ω(CaCO_3) = text{ ?}`
`ω(Ca(OH)_2) = text{ ?}`
`ω(CaSO_4) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнения реакций компонентов смеси с соляной кислотой:
`CaCO_3 + 2HCl = CaCl_2 + H_2O + CO_2↑`
`Ca(OH)_2 + 2HCl = CaCl_2 + 2H_2O`
`CaSO_4 + HCl ≠` (сульфат кальция не реагирует с `HCl`)
Твёрдый остаток массой 2.1 г — это сульфат кальция, который не растворился.
`m(CaSO_4) = 2.1 text{ г}`
Выделившийся газ — это углекислый газ из реакции карбоната кальция.
Найдём количество углекислого газа:
`n(CO_2) = (V(CO_2))/V_m = 0.896/22.4 = 0.04 text{ моль}`
Количество карбоната кальция равно количеству углекислого газа:
`n(CaCO_3) = n(CO_2) = 0.04 text{ моль}`
Найдём массу карбоната кальция:
`m(CaCO_3) = n(CaCO_3)*M(CaCO_3) = 0.04*100 = 4 text{ г}`
Масса гидроксида кальция равна разности массы смеси и масс двух других компонентов:
`m(Ca(OH)_2) = m(смеси) - m(CaCO_3) - m(CaSO_4) = 9.8 - 4 - 2.1 = 3.7 text{ г}`
Вычислим массовые доли компонентов в смеси:
`ω(CaCO_3) = (100*m(CaCO_3))/(m(смеси)) = (100*4)/9.8 = 40.8%`
`ω(Ca(OH)_2) = (100*m(Ca(OH)_2))/(m(смеси)) = (100*3.7)/9.8 = 37.8%`
`ω(CaSO_4) = (100*m(CaSO_4))/(m(смеси)) = (100*2.1)/9.8 = 21.4%`
Ответ
`ω(CaCO_3) = 40.8%`
`ω(Ca(OH)_2) = 37.8%`
`ω(CaSO_4) = 21.4%`