Какова массовая доля каждого компонента в смеси, если при обработке 9,8 г смеси карбоната, гидроксида и сульфата

Данная задача относится к разделу химии, а именно к расчету массовых долей компонентов в смеси. Чтобы решить данную задачу, нам понадобятся химические уравнения и соответствующие молярные массы веществ. Давайте разберем это пошагово:

1. Запишем химическое уравнение реакции:
\[CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow\]
\[Ca(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O\]
\[CaSO_4 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + SO_2 \uparrow\]

2. Найдем количество вещества реагентов, используя их молярные массы.
Молярные массы веществ:
Масса карбоната кальция (CaCO3) = 100 г/моль
Масса гидроксида кальция (Ca(OH)2) = 74 г/моль
Масса сульфата кальция (CaSO4) = 136 г/моль

Масса газа (CO2 и SO2) можно рассчитать с использованием общего газового уравнения:
\[PV = nRT\]
где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная (в данном случае берем R = 0,0821 л*атм/(моль*К)), T - температура газа в Кельвинах.
Мы знаем, что объем газа составляет 0,896 л, поэтому можем рассчитать количество вещества газа:
\[n = \frac{{PV}}{{RT}}\]
Подставляя значения, получим:
\[n = \frac{{0,896}}{{0,0821 \cdot 273}} = 0,036 моль CO2 или SO2\]

3. Найдем количество вещества каждого реагента с использованием стехиометрических коэффициентов химических уравнений.
Из первого и третьего уравнений нам известно, что для образования 1 моля газа требуется 1 моль карбоната (CaCO3) и 1 моль сульфата (CaSO4) соответственно.
Количество вещества CaCO3 и CaSO4 равно 0,036 моль.

4. Рассчитаем массу образовавшегося твердого остатка.
Общая масса реагентов равна 9,8 г. По условию осталось 2,1 г твердого остатка. Следовательно, масса CaCl2 равна разнице между начальной массой и массой остатка:
Масса CaCl2 = 9,8 г - 2,1 г = 7,7 г

5. Теперь рассчитаем массовую долю каждого компонента в итоговой смеси, используя следующую формулу:
\[\text{{Массовая доля компонента}} = \frac{{\text{{Масса компонента}}}}{{\text{{Общая масса смеси}}}} \times 100\%
Для каждого компонента посчитаем массовую долю:

a) Карбонат кальция (CaCO3):
Масса CaCO3 = количество молей CaCO3 * молярная масса CaCO3 = 0,036 моль * 100 г/моль = 3,6 г
Массовая доля CaCO3 = \(\frac{{3,6 \text{{ г}}}}{{9,8 \text{{ г}}}} \times 100\% \approx 36,7\%\)

b) Гидроксид кальция (Ca(OH)2):
Масса Ca(OH)2 = количество молей Ca(OH)2 * молярная масса Ca(OH)2 = 0,036 моль * 74 г/моль = 2,6 г
Массовая доля Ca(OH)2 = \(\frac{{2,6 \text{{ г}}}}{{9,8 \text{{ г}}}} \times 100\% \approx 26,5\%\)

c) Сульфат кальция (CaSO4):
Масса CaSO4 = количество молей CaSO4 * молярная масса CaSO4 = 0,036 моль * 136 г/моль = 4,9 г
Массовая доля CaSO4 = \(\frac{{4,9 \text{{ г}}}}{{9,8 \text{{ г}}}} \times 100\% \approx 50,0\%\)

Таким образом, массовые доли компонентов в данной смеси равны примерно: \(36,7\%\) для карбоната кальция (CaCO3), \(26,5\%\) для гидроксида кальция (Ca(OH)2) и \(50,0\%\) для сульфата кальция (CaSO4).