Задание 6: При обработке 9,8 г смеси карбоната, гидроксида и сульфата кальция избытком соляной кислоты выделилось 0,896 л газа (н. у.) и осталось 2,1 г твёрдого остатка. Вычислите массовую долю компонентов в смеси.

1. Определим количество вещества выделившегося газа $$CO_2$$: $$n(CO_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{0.896 \ л}{22.4 \ л/моль} = 0.04 \ моль$$ 2. Определим массу $$CaCO_3$$, прореагировавшего с кислотой: $$CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2$$ $$n(CaCO_3) = n(CO_2) = 0.04 \ моль$$ $$m(CaCO_3) = n(CaCO3) \cdot M(CaCO_3) = 0.04 \ моль \cdot 100 \ г/моль = 4 \ г$$ 3. Определим массу твёрдого остатка. Так как в реакцию с $$HCl$$ вступает только $$CaCO_3$$ и $$Ca(OH)_2$$, то в осадке остаётся $$CaSO_4$$, значит: $$m(CaSO_4) = 2.1 \ г$$ 4. Найдем массу $$Ca(OH)_2$$ в исходной смеси: $$m(смеси) = m(CaCO_3) + m(Ca(OH)_2) + m(CaSO_4)$$ $$9.8 \ г = 4 \ г + m(Ca(OH)_2) + 2.1 \ г$$ $$m(Ca(OH)_2) = 9.8 \ г - 4 \ г - 2.1 \ г = 3.7 \ г$$ 5. Вычислим массовые доли каждого компонента в исходной смеси: $$\omega(CaCO_3) = \frac{m(CaCO_3)}{m(смеси)} \cdot 100\% = \frac{4 \ г}{9.8 \ г} \cdot 100\% = 40.82 \%$$ $$\omega(Ca(OH)_2) = \frac{m(Ca(OH)_2)}{m(смеси)} \cdot 100\% = \frac{3.7 \ г}{9.8 \ г} \cdot 100\% = 37.76 \%$$ $$\omega(CaSO_4) = \frac{m(CaSO_4)}{m(смеси)} \cdot 100\% = \frac{2.1 \ г}{9.8 \ г} \cdot 100\% = 21.43 \%$$ Развёрнутый ответ: Сначала мы определили, сколько углекислого газа выделилось и сколько карбоната кальция прореагировало. Затем, зная массу твёрдого остатка (сульфата кальция), мы смогли вычислить массу гидроксида кальция и, наконец, массовые доли всех компонентов в смеси.