После прокаливания смеси карбонатов кальция и магния масса выделившегося газа оказалась равной массе твердого остатка. Как определить массовые доли веществ в исходной смеси?

Химия 11 класс Химические реакции разложения Массовые доли карбонаты кальция карбонаты магния прокаливание химия 11 класс определение массы газа твердое остаток химические реакции Новый

Для решения этой задачи нам необходимо использовать закон сохранения массы и уравнения реакций, происходящих при прокаливании карбонатов кальция (CaCO3) и магния (MgCO3).

Шаг 1: Напишем уравнения реакций.

• Карбонат кальция при прокаливании разлагается по уравнению:
• CaCO3 → CaO + CO2↑
• Карбонат магния также разлагается:
• MgCO3 → MgO + CO2↑

Шаг 2: Определим массы веществ.

Обозначим массу карбоната кальция в смеси как x, а массу карбоната магния как y. Тогда общая масса смеси будет равна:

x + y.

При разложении карбонатов выделяется углекислый газ (CO2), который мы можем вычислить:

• Из CaCO3 выделяется CO2 в количестве: (x / 100) * 44 г (молярная масса CO2 = 44 г/моль).
• Из MgCO3 выделяется CO2 в количестве: (y / 100) * 44 г.

Шаг 3: Составим уравнение для газа и остатка.

Согласно условию задачи, масса выделившегося газа равна массе твердого остатка. Твердыми остатками являются оксиды кальция (CaO) и магния (MgO).

• Масса CaO будет равна: (x / 100) * 56 г (молярная масса CaO = 56 г/моль).
• Масса MgO будет равна: (y / 100) * 40 г (молярная масса MgO = 40 г/моль).

Таким образом, у нас есть два уравнения:

• Масса газа (CO2) = Масса CaO + Масса MgO.

Подставим значения:

(x / 100) * 44 + (y / 100) * 44 = (x / 100) * 56 + (y / 100) * 40.

Шаг 4: Упростим уравнение.

Умножим уравнение на 100, чтобы избавиться от дробей:

44x + 44y = 56x + 40y.

Теперь перенесем все элементы на одну сторону:

44x + 44y - 56x - 40y = 0.

Упростим:

-12x + 4y = 0.

Отсюда получаем:

4y = 12x.

Или:

y = 3x.

Шаг 5: Найдем массовые доли.

Теперь мы можем выразить массы в терминах x:

• Масса CaCO3 = x
• Масса MgCO3 = 3x

Общая масса смеси будет:

x + 3x = 4x.

Теперь можем найти массовые доли:

• Массовая доля CaCO3 = x / (4x) = 1/4 = 0.25 или 25%
• Массовая доля MgCO3 = 3x / (4x) = 3/4 = 0.75 или 75%

Ответ: Массовая доля карбоната кальция составляет 25%, а карбоната магния – 75%.