Вопрос: Смесь карбоната лития и карбоната бария обработали избытком раствора серной кислоты. При этом выделилось 4,48 л газа и образовалось 11,65 г осадка. Как можно определить массовую долю карбоната лития в исходной смеси?

Химия 11 класс Химические реакции и расчеты в химии массовая доля карбонат лития карбонат бария серная кислота газ осадок химия 11 класс расчет химическая реакция аналитическая химия количественный анализ Новый

Дано:

• Масса осадка BaSO4: m(BaSO4) = 11.65 г
• Объем выделившегося газа CO2: V(CO2) = 4.48 л

Найти:

• Массовую долю карбоната лития в исходной смеси: w(Li2CO3)

Решение:

Для начала, запишем уравнения реакций, которые происходят при взаимодействии карбонатов с серной кислотой:

1. Для карбоната лития:

   Li2CO3 + H2SO4 → Li2SO4 + H2O + CO2

2. Для карбоната бария:

   BaCO3 + H2SO4 → BaSO4 + H2O + CO2

Теперь рассчитаем количество вещества осадка BaSO4:

Молярная масса BaSO4 составляет 233 г/моль, поэтому:

n(BaSO4) = m(BaSO4) / M(BaSO4) = 11.65 г / 233 г/моль = 0.05 моль

Теперь определим количество вещества выделившегося CO2. Известно, что 1 моль газа при нормальных условиях занимает 22.4 л, следовательно:

n(CO2) = V(CO2) / 22.4 л = 4.48 л / 22.4 л = 0.2 моль

Из уравнения реакции с BaCO3 мы видим, что количество выделившегося CO2, которое образуется из BaCO3, равно количеству BaSO4, то есть:

n(CO2, образовавшийся из BaCO3) = n(BaCO3) = n(BaSO4) = 0.05 моль

Теперь мы можем найти количество вещества CO2, которое образовалось из карбоната лития:

n(CO2, образовавшийся из Li2CO3) = n(CO2) - n(CO2, образовавшийся из BaCO3) = 0.2 моль - 0.05 моль = 0.15 моль

По уравнению реакции с Li2CO3, количество вещества Li2CO3 будет равно количеству образовавшегося CO2:

n(Li2CO3) = n(CO2, образовавшийся из Li2CO3) = 0.15 моль

Теперь найдем массу карбоната лития:

Молярная масса Li2CO3 составляет 74 г/моль, поэтому:

m(Li2CO3) = n(Li2CO3) * M(Li2CO3) = 0.15 моль * 74 г/моль = 11.1 г

Теперь рассчитаем массу карбоната бария:

Для этого воспользуемся количеством вещества BaCO3:

m(BaCO3) = n(BaCO3) * M(BaCO3) = 0.05 моль * 197 г/моль = 9.85 г

Теперь мы можем найти общую массу смеси:

m(смеси) = m(Li2CO3) + m(BaCO3) = 11.1 г + 9.85 г = 20.95 г

Теперь определим массовую долю карбоната лития в смеси:

w(Li2CO3) = m(Li2CO3) / m(смеси) * 100% = 11.1 г / 20.95 г * 100% ≈ 52.89%

Ответ: Массовая доля карбоната лития в исходной смеси составляет примерно 52.89%.