Какова массовая доля карбоната калия в 100 г смеси карбонатов калия и кальция, если после прокаливания до постоянной массы полученный твердый остаток может прореагировать с 9 мл воды? Ответ укажите в процентах.

Химия 11 класс Карбонаты и их реакции массовая доля карбоната калия карбонат кальция прокаливание карбоната твёрдый остаток реакция с водой Новый

Для решения данной задачи, давайте разберем все шаги по порядку.

Шаг 1: Определим реакции, происходящие при прокаливании.

Карбонат калия (K2CO3) и карбонат кальция (CaCO3) при нагревании разлагаются следующим образом:

• CaCO3 → CaO + CO2↑
• K2CO3 не разлагается при прокаливании.

После прокаливания у нас остается оксид кальция (CaO) и карбонат калия (K2CO3).

Шаг 2: Определим, что происходит при взаимодействии с водой.

Оксид кальция (CaO) реагирует с водой, образуя гидроксид кальция:

• CaO + H2O → Ca(OH)2

Гидроксид кальция хорошо растворим в воде и образует щелочной раствор, который может быть определен по объему, который он способен занять.

Шаг 3: Рассчитаем количество CaO, которое может прореагировать с 9 мл воды.

Для реакции CaO с водой необходимо знать, сколько CaO может реагировать с 9 мл воды. Из уравнения реакции видно, что на 1 моль CaO требуется 1 моль воды.

Объем 9 мл воды соответствует 9 г (так как плотность воды примерно 1 г/мл). Молярная масса воды (H2O) составляет 18 г/моль, следовательно, количество молей воды:

• n(H2O) = 9 г / 18 г/моль = 0.5 моль

Таким образом, на 0.5 моль CaO потребуется 0.5 моль воды.

Шаг 4: Рассчитаем массу CaO.

Молярная масса CaO составляет 56 г/моль. Следовательно, масса CaO, которая может прореагировать:

• m(CaO) = n(CaO) * M(CaO) = 0.5 моль * 56 г/моль = 28 г

Шаг 5: Рассчитаем массу карбоната калия в смеси.

Пусть x - это масса карбоната калия в смеси. Тогда масса карбоната кальция будет равна (100 г - x). При прокаливании вся масса карбоната кальция превращается в оксид кальция:

• m(CaCO3) = 100 г - x
• m(CaO) = (100 г - x) * (56 г/100 г) = 0.56 * (100 - x)

Мы знаем, что получившийся оксид кальция (28 г) равен (0.56 * (100 - x)). Таким образом, мы можем составить уравнение:

• 0.56 * (100 - x) = 28

Шаг 6: Решим уравнение.

Раскроем скобки:

• 56 - 0.56x = 28

Теперь перенесем 28 на другую сторону:

• 56 - 28 = 0.56x
• 28 = 0.56x

Теперь найдем x:

• x = 28 / 0.56 ≈ 50 г

Шаг 7: Рассчитаем массовую долю карбоната калия в смеси.

Теперь, зная массу карбоната калия (x = 50 г), можем найти его массовую долю в смеси:

• Массовая доля K2CO3 = (50 г / 100 г) * 100% = 50%

Ответ: Массовая доля карбоната калия в смеси составляет 50%.