Дано:
1. Масса образца (m_total) = 23,6 г
2. Уменьшение массы (m_loss) = 1,80 г
Найти: массовую долю оксида кальция (CaO) в образце.
Решение:
1. Определим массу оставшегося вещества после прокаливания:
m_remaining = m_total - m_loss
m_remaining = 23,6 г - 1,80 г = 21,8 г
2. Известно, что при прокаливании гидроксид кальция (Ca(OH)2) разлагается на оксид кальция (CaO) и воду (H2O):
Ca(OH)2 → CaO + H2O
Поскольку вода испаряется, она не остается в окончательном образце. Поэтому масса, которая осталась после прокаливания, состоит только из оксида кальция (CaO).
3. Теперь найдем количество моль воды, которое было потеряно:
Молярная масса воды (H2O) = 18,02 г/моль
Количество потерянной воды:
n_H2O = m_loss / M_H2O
n_H2O = 1,80 г / 18,02 г/моль ≈ 0,0999 моль
4. Поскольку из одного моля гидроксида кальция получается один моль оксида кальция и один моль воды, то количество моль гидроксида кальция, которое было в образце до прокаливания, равно количеству молей потерянной воды:
n_Ca(OH)2 = n_H2O ≈ 0,0999 моль
5. Найдем массу гидроксида кальция (Ca(OH)2) в образце:
Молярная масса гидроксида кальция (Ca(OH)2) = 40,08 г/моль + 2 * (16,00 г/моль + 1,01 г/моль) = 74,10 г/моль
Масса Ca(OH)2 = n_Ca(OH)2 * M_Ca(OH)2
Масса Ca(OH)2 ≈ 0,0999 моль * 74,10 г/моль ≈ 7,40 г
6. Теперь найдем массу оксида кальция (CaO), который образуется из гидроксида кальция:
Из уравнения реакции видно, что 1 моль Ca(OH)2 дает 1 моль CaO.
Молярная масса оксида кальция (CaO) = 40,08 г/моль + 16,00 г/моль = 56,08 г/моль
Масса CaO = n_Ca(OH)2 * M_CaO
Масса CaO ≈ 0,0999 моль * 56,08 г/моль ≈ 5,60 г
7. Найдем массу образца, состоящего из оксида кальция и гидроксида кальция:
Масса образца до прокаливания = Масса Ca(OH)2 + Масса CaO
23,6 г = 7,40 г + m_CaO
m_CaO = 23,6 г - 7,40 г = 16,20 г
8. Теперь найдем массовую долю оксида кальция в исходном образце:
Массовая доля CaO = m_CaO / m_total
Массовая доля CaO = 16,20 г / 23,6 г ≈ 0,685
Ответ: массовая доля оксида кальция в образце составляет примерно 0,685 или 68,5%.