Каков выход продукта реакции карбоната лития с песком от теоретического (в процентах), если при спекании 74 г карбоната

Для решения данной задачи нам необходимо определить, какой продукт образуется при реакции карбоната лития с песком и выяснить его массу.

Сперва рассмотрим реакцию между карбонатом лития (Li2CO3) и кварцевым песком (SiO2):
\[Li2CO3 + SiO2 \rightarrow ??? + ???\]

Карбонат лития обладает формулой Li2CO3, а кварцевый песок – SiO2.

Мы видим, что в задаче указано, что при реакции образовался газ, которым затем пропустили через известковую воду. Это намекает нам, что продуктом реакции является диоксид углерода (CO2) и вода (H2O).

Теперь давайте разберемся с уравнением реакции. Запишем его исходя из указанных компонентов:
\[2Li2CO3 + SiO2 \rightarrow 2Li2SiO3 + 3CO2\uparrow\]

В данном уравнении мы видим, что 2 моль Li2CO3 реагируют с 1 молью SiO2, что ведет к образованию 2 моль Li2SiO3 и 3 моль CO2. Следовательно, коэффициенты перед компонентами в уравнении показывают величество соответствующих веществ.

Теперь, когда у нас есть уравнение реакции, мы можем приступить к решению задачи.

Для начала, найдем мольную массу карбоната лития (Li2CO3) и мольную массу кварцевого песка (SiO2). Затем вычислим количество вещества карбоната лития, используя его массу, и определим, какое количество карбоната лития реагировало с песком.

Молярная масса карбоната лития (Li2CO3) равна:
\[2\cdot(6.94\ \text{г/моль}) + 12.01\ \text{г/моль} + 3\cdot(16.00\ \text{г/моль}) = 73.89\ \text{г/моль}\]

Молярная масса кварцевого песка (SiO2) равна:
\[28.09\ \text{г/моль} + 2\cdot(16.00\ \text{г/моль}) = 60.09\ \text{г/моль}\]

Теперь найдем количество вещества карбоната лития, используя его массу:
\[\text{Количество вещества карбоната лития (Li2CO3)} = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}} = \frac{74\ \text{г}}{73.89\ \text{г/моль}}\]

Округлим полученное число до трех значащих цифр:
\[\text{Количество вещества карбоната лития (Li2CO3)} \approx 1.002\ \text{моль}\]

Из уравнения реакции видно, что 2 моль карбоната лития (Li2CO3) соответствуют образованию 2 моль Li2SiO3 и 3 моль CO2. Таким образом, количество вещества Li2SiO3, образующегося при реакции, также составит 1.002 моль.

Теперь найдем массу образовавшегося осадка. По условию задачи, масса осадка равна 90 г.

Так как количество вещества Li2SiO3 равно 1.002 моль, то масса 1.002 моль Li2SiO3 будет:
\[\text{Масса Li2SiO3} = \text{Количество вещества}\times\text{молярная масса} = 1.002\ \text{моль}\times\left(\frac{29.88\ \text{г}}{\text{моль}}\right) = 29.92\ \text{г}\]

Таким образом, масса образовавшегося осадка составляет 29.92 г.

Найдем теперь массу CO2, которая образовалась при реакции. Мольная масса CO2 равна 44.01 г/моль, и мы знаем, что в этой реакции образуется 3 моль CO2 на каждые 2 моль карбоната лития.

Масса 3 моль CO2 будет:
\[\text{Масса CO2} = \text{Количество вещества}\times\text{молярная масса} = 3\ \text{моль}\times\left(\frac{44.01\ \text{г}}{\text{моль}}\right) = 132.03\ \text{г}\]

Таким образом, масса CO2, которая образовалась при реакции, составляет 132.03 г.

Наконец, найдем массовую долю продукта:

\[\text{Массовая доля продукта} = \frac{\text{Масса продукта}}{\text{Масса исходных реагентов}}\times100\%\]

\[ = \frac{29.92\ \text{г}}{74\ \text{г}}\times100\% \approx 40.43\%\]

Таким образом, массовая доля продукта реакции (Li2SiO3) относительно исходных реагентов (карбоната лития и кварцевого песка) составляет примерно 40.43%.