Question

Определите массовую долю примесей в известняке, если для растворения 29,4г его потребовалось 157,5г 20%-го раствора азотной кислоты.

Answer 1

В соответствии с уравнением реакции CaCO3 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + CO2 + H20 2 моль азотной кислоты требуется для растворения 1 моль известняка. Тогда, согласно условию, 157,5*0,2/63 = 0,5 моль азотной кислоты вступят в реакцию с 0,5:2 = 0,25 моль известняка, что соответствует 0,25*100 = 25 граммам.

Массовая доля примесей в известняке равна (29,4 - 25)/29,4 = 0,15, или 15%.

Ответ: 15%.

Answer 2

Для решения задачи необходимо использовать химическое уравнение реакции растворения известняка в азотной кислоте и выразить массовую долю примесей через массу известняка и массу раствора азотной кислоты.

Химическое уравнение реакции растворения известняка в азотной кислоте:

CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O

Молярная масса CaCO3 = 100,1 г/моль Молярная масса HNO3 = 63,0 г/моль Массовая доля HNO3 в 20%-ом растворе: 20 г/100 г = 0,2

Масса HNO3 в 157,5 г 20%-го раствора:

m(HNO3) = 157,5 г * 0,2 = 31,5 г

Молярное соотношение между CaCO3 и HNO3: 1 : 2

Моль HNO3, необходимый для растворения 29,4 г CaCO3:

n(HNO3) = m(HNO3) / M(HNO3) = 31,5 г / 63,0 г/моль = 0,5 моль

Масса CaCO3 в 29,4 г:

m(CaCO3) = 29,4 г

Моль CaCO3, растворенный в 0,5 моль HNO3:

n(CaCO3) = n(HNO3) / 2 = 0,25 моль

Массовая доля примесей в известняке:

m(примеси) = m(CaCO3) - m(CaCO3 чистого) = m(CaCO3) - M(CaCO3) * n(CaCO3) = 29,4 г - 100,1 г/моль * 0,25 моль = 4,875 г

m(известняка чистого) = m(CaCO3) - m(примеси) = 29,4 г - 4,875 г = 24,525 г

массовая доля примесей = m(примеси) / m(известняка) * 100% = 4,875 г / 29,4 г * 100% ≈ 16,6%

Ответ: массовая доля примесей в известняке составляет примерно 16,6%.