Массовые доли веществ в остатке после прокаливания

`D_(H_2)(газов) = 21.647`

`ω(CaO) = text{ ?}`

`ω(CuO) = text{ ?}`

Запишем уравнения реакций, происходящих при прокаливании:

`CaCO_3 = CaO + CO_2 text{↑}`

`2Cu(NO_3)_2 = 2CuO + 4NO_2 text{↑} + O_2 text{↑}`

Найдём среднюю молярную массу газовой смеси:

`M_text{ср.}(газов) = D_(H_2)(газов) * M(H_2) = 21.647 * 2 = 43.294 text{ г/моль}`

Пусть в исходной смеси:

`n(CaCO_3) = x text{ моль}`

`n(Cu(NO_3)_2) = y text{ моль}`

Тогда количества образовавшихся газов:

`n(CO_2) = x`

`n(NO_2) = 2*y`

`n(O_2) = 0.5*y`

Общее количество газов:

`n(газов) = x + 2*y + 0.5*y = x + 2.5*y`

Масса газовой смеси:

`m(газов) = 44*x + 46*2*y + 32*0.5*y = 44*x + 108*y`

Средняя молярная масса газов:

`M_text{ср.}(газов) = (m(газов))/(n(газов)) = (44*x + 108*y)/(x + 2.5*y) = 43.294`

Отсюда:

`44*x + 108*y = 43.294*(x + 2.5*y)`

`44*x + 108*y = 43.294*x + 108.235*y`

`0.706*x = 0.235*y`

`x/y = 0.235/0.706 = 0.333`

Значит, количества карбоната кальция и нитрата меди соотносятся как 1:3.

Пусть:

`n(CaCO_3) = 1 text{ моль}`

Тогда:

`n(Cu(NO_3)_2) = 3 text{ моль}`

Согласно уравнениям реакции количества веществ оксидов кальция и меди:

`n(CaO) = n(CaCO_3) = 1 text{ моль}`

`n(CuO) = n(Cu(NO_3)_2) = 3 text{ моль}`

Массы веществ в остатке после прокаливания:

`m(CaO) = n(CaO)*M(CaO) = 1*56 = 56 text{ г}`

`m(CuO) = n(CuO)*M(CuO) = 3*80 = 240 text{ г}`

Масса остатка:

`m(остатка) = m(CaO) + m(CuO) = 56 + 240 = 296 text{ г}`

Массовые доли веществ в остатке:

`ω(CaO) = (100*m(CaO))/(m(остатка)) = (100*56)/296 = 18.92%`

`ω(CuO) = (100*m(CuO))/(m(остатка)) = (100*240)/296 = 81.08%`

`ω(CaO) = 18.92%`

`ω(CuO) = 81.08%`