Образец массой 23,6 г, состоящий из оксида и гидроксида кальция, прокалили до постоянной массы. В результате масса образца уменьшилась на 1,80 г. Рассчитайте массовую долю оксида кальция в образце.
от

1 Ответ

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%.
от