Дано:
- Число атомов кальция (Ca) = 6,02 * 10^22
- Число атомов кислорода (O) = 1,204 * 10^23
Найти: Массовую долю нитрата кальция в смеси.
Решение:
1. Определим количество молей кальция и кислорода:
Количество молей кальция:
n(Ca) = (число атомов Ca) / (число Авогадро)
n(Ca) = 6,02 * 10^22 / 6,022 * 10^23 ≈ 0,1 моль
Количество молей кислорода:
n(O) = (число атомов O) / (число Авогадро)
n(O) = 1,204 * 10^23 / 6,022 * 10^23 ≈ 0,2 моль
2. Запишем уравнения для оксида и нитрата кальция:
- Оксид кальция: CaO
- Нитрат кальция: Ca(NO3)2
3. Найдем количество молей соединений в смеси.
Пусть x - это количество молей оксида кальция, а y - количество молей нитрата кальция. Из формул видно, что каждый моль нитрата кальция содержит 1 моль кальция и 6 моль кислорода:
- Общее количество кальция: x + y = n(Ca) = 0,1
- Общее количество кислорода: y * 6 = n(O) = 0,2
4. Теперь выразим y из второго уравнения:
y = 0,2 / 6 = 0,03333 моль
5. Подставим значение y в первое уравнение:
x + 0,03333 = 0,1
x = 0,1 - 0,03333
x = 0,06667 моль
6. Теперь можем найти массы веществ в смеси:
Молярная масса оксида кальция (CaO):
M(CaO) = 40,08 (Ca) + 16,00 (O) = 56,08 г/моль
Молярная масса нитрата кальция (Ca(NO3)2):
M(Ca(NO3)2) = 40,08 (Ca) + 2 * (14,01 (N) + 3 * 16,00 (O))
= 40,08 + 2 * (14,01 + 48)
= 40,08 + 2 * 62,01 = 164,10 г/моль
7. Рассчитаем массу каждого вещества:
m(CaO) = x * M(CaO) = 0,06667 * 56,08 ≈ 3,74 г
m(Ca(NO3)2) = y * M(Ca(NO3)2) = 0,03333 * 164,10 ≈ 5,47 г
8. Общая масса смеси:
m(смеси) = m(CaO) + m(Ca(NO3)2) = 3,74 + 5,47 ≈ 9,21 г
9. Теперь найдем массовую долю нитрата кальция:
w(Ca(NO3)2) = m(Ca(NO3)2) / m(смеси) = 5,47 / 9,21
10. Рассчитаем массовую долю:
w(Ca(NO3)2) ≈ 0,593 или 59,3%
Ответ:
Массовая доля нитрата кальция в смеси составляет приблизительно 59,3%.