Какова массовая доля карбоната кальция в известняке после прокаливания с избытком оксида кремния, если в результате

Содержание: Химический состав известняка и массовая доля карбоната кальция

Пояснение:
Известняк - это осадочная горная порода, состоящая в основном из минерала кальцита, или карбоната кальция (CaCO3). Чтобы определить массовую долю карбоната кальция в известняке после прокаливания с избытком оксида кремния, мы можем использовать заданное количество образовавшегося углекислого газа (CO2).

Сначала определим нужные химические реакции. Образование CO2 происходит в результате реакции между карбонатом кальция и оксидом кремния:

CaCO3 + SiO2 -> CaSiO3 + CO2

Зная, что 1 моль газа занимает при нормальных условиях 22,4 литра, мы можем определить количество молей CO2 и, соответственно, количество молей CaCO3 в реакции.

Обозначим массу карбоната кальция как m(CaCO3) и массу образовавшегося CO2 как m(CO2). M(CaCO3) и M(CO2) будут молярными массами карбоната кальция и углекислого газа соответственно.

Используя соотношение массовых долей из уравнения реакции, мы можем записать следующее:

m(CaCO3) / M(CaCO3) = m(CO2) / M(CO2)

Заметим, что в уравнении реакции коэффициент перед карбонатом кальция равен 1, что означает, что количество молей CaCO3 равно количеству молей CO2.

Теперь мы можем подставить известные значения и решить уравнение, чтобы найти массовую долю карбоната кальция в известняке.

Пример:
Дано: m(CO2) = 60,48 г, M(CO2) = 44 г/моль, M(CaCO3) = 100 г/моль
Найти: массовую долю карбоната кальция в известняке

m(CaCO3) / 100 г/моль = 60,48 г / 44 г/моль
m(CaCO3) = (60,48 г * 100 г/моль) / 44 г/моль
m(CaCO3) = 137,45 г

Таким образом, массовая доля карбоната кальция в известняке после прокаливания составляет 137,45 г на 100 г известняка.

Совет:
Для лучшего понимания химических реакций и расчетов массовых долей, рекомендуется изучать теорию и принципы стехиометрии. Понимание базовых концепций, таких как молярная масса, коэффициенты уравнения реакции и молярные соотношения, поможет вам легче решать подобные задачи.

Задание для закрепления:
Масса известняка, содержащегося в образце после прокаливания с избытком оксида кремния, составляет 200 г. Какова массовая доля карбоната кальция в этом образце, если в результате образовалось 80 л углекислого газа? (Используйте M(CaCO3) = 100 г/моль и M(CO2) = 44 г/моль)

Тема: Химический состав известняка
Объяснение: Известняк - это осадочная горная порода, состоящая главным образом из минерала кальцита, который является карбонатом кальция (CaCO3). Для нахождения массовой доли карбоната кальция в известняке, нужно рассмотреть реакцию прокаливания известняка с избытком оксида кремния (SiO2):

CaCO3 + SiO2 → CaSiO3 + CO2

В результате реакции выделяется углекислый газ (CO2). Известно, что образовалось 60,48 л углекислого газа. Чтобы найти массовую долю карбоната кальция, нужно воспользоваться стехиометрией реакции.

Молярная масса углекислого газа (CO2) равна 44 г/моль. Используя объем и молярную массу, можно найти количество молей CO2:

n(CO2) = V(CO2) / V(моль) = 60,48 л / 22,4 л/моль ≈ 2,7 моль CO2

Так как реакция между CaCO3 и SiO2 происходит в соотношении 1:1, это означает, что 1 моль CO2 будет соответствовать 1 моли CaCO3. Следовательно, количество молей CaCO3 также равно 2,7 моль.

Молярная масса CaCO3 равна 100 г/моль. Используя количество молей и молярную массу, можно найти массу CaCO3:

м(CaCO3) = n(CaCO3) * M(CaCO3) = 2,7 моль * 100 г/моль = 270 г

Таким образом, массовая доля карбоната кальция в известняке после прокаливания составляет:

массовая доля CaCO3 = (м(CaCO3) / м(известняка)) * 100%
= (270 г / м(известняка)) * 100%

Пример: Предположим, что масса известняка составляет 500 г. Тогда мы можем вычислить массовую долю CaCO3 следующим образом:

массовая доля CaCO3 = (270 г / 500 г) * 100% ≈ 54%

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, полезно ознакомиться с принципами химических реакций и стехиометрии. Изучение химических уравнений и их применение для решения задач поможет вам легче разобраться в химических преобразованиях и составах различных веществ.

Практика: Предположим, что в результате образовалось 40 л углекислого газа. Какова будет массовая доля карбоната кальция, если масса известняка составляет 300 г?