Question

Имеется смесь кремния, графита и карбоната кальция. Определите массовые доли этих веществ в смеси, если известно, что при обработке 34 г смеси избытком раствора гидроксида натрия получено 22,4 л газа (н.у.), а при обработке такой же порции смеси соляной кислоты выделилось 2,24 л газа (н.у.).

Answer 1

Дано:
Масса смеси = 34 г
Объем выделенного газа при обработке раствором гидроксида натрия = 22,4 л (н.у.)
Объем выделенного газа при обработке соляной кислотой = 2,24 л (н.у.)

Найти:
Массовые доли кремния, графита и карбоната кальция в смеси.

Решение с расчетом:

Рассчитаем количество веществ, соответствующих объему выделенного газа при обработке раствором гидроксида натрия.
V(газ) = 22,4 L = 1 моль (при нормальных условиях)
Так как мольный объем газа при нормальных условиях равен 22,4 л, то количество вещества, соответствующее выделившемуся газу, равно 1 моль.

Рассчитаем количество веществ, соответствующих объему выделенного газа при обработке соляной кислотой.
V(газ) = 2,24 L = 0,1 моль (при нормальных условиях)
Таким образом, количество вещества, соответствующее выделившемуся газу, равно 0,1 моль.

По химическим реакциям определим количество участвующих веществ:

При взаимодействии с раствором гидроксида натрия из кремния выделяется газ (Si + 2NaOH + 3H2O → Na2SiO3 + 3H2↑).
При взаимодействии с соляной кислотой из карбоната кальция выделяется газ (CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O).
Найдем молярные массы веществ:
Молярная масса кремния (Si) = 28,0855 г/моль
Молярная масса карбоната кальция (CaCO3) = 100,09 г/моль

Рассчитаем массы кремния и карбоната кальция:
m(Si) = n(Si) * M(Si) = 28,0855 г/моль * 1 моль = 28,0855 г
m(CaCO3) = n(CaCO3) * M(CaCO3) = 100,09 г/моль * 0,1 моль = 10,009 г

Найдем массовую долю кремния и карбоната кальция в смеси:
Массовая доля кремния = m(Si) / m(смесь) * 100%
Массовая доля карбоната кальция = m(CaCO3) / m(смесь) * 100%

Ответ:
Массовая доля кремния в смеси ≈ 82,6%
Массовая доля карбоната кальция в смеси ≈ 29,4%