Question

Смесь карбоната лития и карбоната бария обработали избытком раствора серной кислоты. При этом выделилось 4,48л газа и образовалось 11,65г осадка. Определите массовую долю карбоната лития в исходной смеси.

Answer 1

1) Li2Co3 + H2SO4 = Li2SO4 + CO2(газ) + H2O
2) BaCO3 + H2SO4 = BaSO4(осадок) + CO2(газ) + H2O

n BaSO4 = 11.65/233= 0.05
 n BaSo4 = n BaCO3 = 1\1
m BaCO3 = 197 x 0.05 = 9.85г

n BaCO3 = n CO2(во 2ом ур-ии)
n CO2 = 0.05 => n CO2(общ) = 4.48/22.4 = 0.2
n CO2 в первом ур-ии = 0.2 - 0.05 = 0.15
n CO2(в 1ом ур-ии) = n Li2CO3
m Li2CO3 = 74 x 0.15 = 11.1 г
n(CO2) = n H2SO4 в первом ур-ии = 1\1
m H2SO4 = 98 x 0.15 = 14.7
V CO2 = 0.15 x 22.4= 3.36 л
w Li2CO3  = 11.1\ (11.1 + 14.7 - 3.36) x 100= 49.4%
=> w BaCO3 = 100 - 49.4 = 50.5 % 

Answer 2

Для решения этой задачи необходимо использовать закон сохранения массы.

1. Найдем массу газа, выделившегося при реакции. Для этого воспользуемся уравнением идеального газа: PV = nRT, где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

Объем газа, выделившегося при реакции, равен 4,48 л. Предположим, что при реакции газ находился при нормальных условиях (температура 0 °C и давление 1 атмосфера), тогда его объем можно перевести в моль, используя уравнение состояния идеального газа:

V = nRT/P

n = PV/RT = (4,48 л * 1 атм * 273 К) / (0,0821 л·атм/(моль·К) * 273 К) ≈ 0,22 моль

2. Найдем количество бария, содержащееся в образовавшемся осадке. Масса осадка составляет 11,65 г. Предположим, что в осадке только барий и кислород (массовая доля кислорода в карбонате бария пренебрежимо мала), тогда массовая доля бария в осадке будет равна 11,65 г / (11,65 г + 16 г) ≈ 0,42.

3. Найдем массу лития, содержащуюся в исходной смеси. Поскольку массовая доля бария в осадке равна 0,42, то массовая доля лития в осадке будет равна 1 - 0,42 = 0,58. Обозначим массу лития в исходной смеси как Х г.

4. Составим уравнение реакции:

Li2CO3 + BaCO3 + H2SO4 -> Li2SO4 + BaSO4 + CO2 + H2O

Молярные массы: Li2CO3 = 73,9 г/моль, BaCO3 = 197,3 г/моль, H2SO4 = 98 г/моль, Li2SO4 = 109,9 г/моль, BaSO4 = 233,4 г/моль, CO2 = 44 г/моль, H2O = 18 г/моль.

Исходя из уравнения реакции, можно составить пропорцию между массами лития и бария:

(73,9 г/моль * Х г) / (197,3 г/моль * (11,65 г + 233,4 г)) = 0,58

73,9 г * Х г = 197,3 г * (11,65 г + 233,4 г) * 0,58

73,9 г * Х г = 197,3 г * 245 г * 0,58

Х г = (197,3 г * 245 г * 0,58) / 73,9 г ≈ 244,8 г

Таким образом, массовая доля карбоната лития в исходной смеси составляет 244,8 г / (244,8 г + 11,65 г) ≈ 0,95.