Химия
8 класс
Вопрос
Образец смеси гидроокиси бария с карбонатам кальция и магния массой 3,05 г прокалили до полного удаления летучих веществ. При этом было получено 2,21 г сухого остатка. Летучие продукты разложения пропустили через трубку, содержащую гидроокись калия, масса которой после прогревания трубки до 150−200∘C увеличилась на 0,66 г.
а. Приведите уравнения описанных превращений.
б. Вычислите содержание отдельных компонентов смеси (по массе) в исследованном образце (при расчетах атомные рссы округлите до целочисленных значений).
Ответ
В смеси содержится x молей Ba(OH)2 (M=171), y молей CaCO3 (M=100) и z молей MgCO3 (M=84). Масса исходной смеси
m0=171x+100y+84z=3,05 г. (1)
При прокаливании смеси происходит разложение гидроксида и карбонатов
Ba(OH)2=BaO+H2O,
CaCO3=CaO+CO2,
MgCO3=MgO+CO2.
После прокаливания смесь содержит x молей BaO (M=153), y молей CaО (M=56) и z молей MgO {M=40). Масса смеси оксидов
m1=153x+56y+40z=2,21 г. (2)
Двуокись углерода (M=44) поглощается гидроксидом калия, а пары воды, первоначально поглощенные KOH, удаляются при прогревании до 150−200∘C, следовательно, в трубке поглощается (y+z) молей CO2
2KOH+CO2=K2CO3+H2O,
m2=44(y+z)=0,66. (3)
Решаем сначала систему алгебраических уравнений (1) - (2)
{171x+100y+84z=3,05153x+56y+40z=2,21|⋅11⋅(−19)
2907x+1700y+1428z=51,85,
−
2907x−1064y−760z=−41,99_
636y+668z=9,86.
Далее полученное уравнение объединяем в систему с уравнением (3):
{636y+668z=9,8644y+44z=0,66|⋅11⋅(−159)
6996y+7348z=108,46
−
6996y−6996z=−104,94_
352z=3,52
x=0,01; 4y+44z=44y+44⋅0,01=44y+0,44=0,66; 44y=0,22; y=0,005;
171x+100⋅0,005+84⋅0,01=171x+0,5+0,84=3,05; 171x=1,71; x=0,01.
Таким образом, в смеси содержалось 171⋅0,01=1,71 г Ba(OH)2; 100⋅0,005=0,5 г CaCO3 и 84⋅0,01=0,84 г MgCO3; всего: 3,05 г.