Какова массовая доля в % каждого компонента в исходной смеси карбонатов натрия и кальция, если при прокаливании 30 кг этой смеси образовался углекислый газ объемом 5,6 м³ (нормальные условия)?

Химия 9 класс Реакции разложения и массовая доля компонентов в смесях массовая доля карбонаты натрия карбонаты кальция углекислый газ прокаливание химия 9 класс расчет массы химические реакции нормальные условия состав смеси Новый

Для решения этой задачи нам нужно использовать данные о реакции разложения карбонатов натрия (Na2CO3) и кальция (CaCO3) при прокаливании, а также свойства углекислого газа (CO2).

1. Запишем реакции разложения:

• Карбонат натрия: Na2CO3 → Na2O + CO2↑
• Карбонат кальция: CaCO3 → CaO + CO2↑

2. Определим количество углекислого газа, образующегося при прокаливании:

При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Нам дан объем углекислого газа 5,6 м³, что эквивалентно 5600 л.

3. Вычислим количество молей углекислого газа:

• Количество молей CO2 = Объем CO2 / Объем 1 моля = 5600 л / 22,4 л/моль ≈ 250 моль

4. Определим, сколько моль карбонатов необходимо для образования 250 моль CO2:

• Каждый моль Na2CO3 дает 1 моль CO2.
• Каждый моль CaCO3 также дает 1 моль CO2.

Это означает, что общее количество моль карбонатов, которое дало 250 моль CO2, равно 250 моль.

5. Обозначим количество моль Na2CO3 как x и количество моль CaCO3 как y:

• x + y = 250 (общее количество моль карбонатов)

6. Теперь найдем массу каждого из карбонатов:

Молярные массы:

• M(Na2CO3) = 2*23 + 12 + 3*16 = 106 г/моль
• M(CaCO3) = 40 + 12 + 3*16 = 100 г/моль

7. Запишем массу смеси:

• Масса Na2CO3 = x * 106 г
• Масса CaCO3 = y * 100 г

Общая масса смеси равна 30 кг, или 30000 г:

• 106x + 100y = 30000

8. Теперь у нас есть система уравнений:

• x + y = 250
• 106x + 100y = 30000

9. Решим эту систему:

Из первого уравнения выразим y:

• y = 250 - x

Подставим y во второе уравнение:

• 106x + 100(250 - x) = 30000
• 106x + 25000 - 100x = 30000
• 6x = 5000
• x = 833,33 моль (около 833 моль Na2CO3)

Теперь найдем y:

• y = 250 - 833,33 ≈ 166,67 моль (около 166 моль CaCO3)

10. Теперь найдем массу каждого компонента:

• Масса Na2CO3 = 833,33 моль * 106 г/моль ≈ 88333 г
• Масса CaCO3 = 166,67 моль * 100 г/моль ≈ 16667 г

11. Теперь найдем массовую долю каждого компонента:

• Массовая доля Na2CO3 = (88333 / 30000) * 100% ≈ 29,44%
• Массовая доля CaCO3 = (16667 / 30000) * 100% ≈ 5,56%

Таким образом, массовая доля карбоната натрия составляет примерно 29,44%, а карбоната кальция — 5,56% в исходной смеси.