Какова массовая доля песка в образце мела, если при взаимодействии 30 г мела с примесью песка с соляной кислотой

Данная задача относится к разделу химии, а именно к разделу "массовая доля вещества". Для решения задачи нам необходимо использовать знания о химических реакциях и расчетах массовой доли вещества.

Для начала, давайте разберемся в химической реакции, происходящей между мелом (CaCO3) и соляной кислотой (HCl):
\[CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2\]

Из уравнения реакции видно, что 1 моль мела (100 г) реагирует с 2 молями соляной кислоты (73 г/моль) и образуется 1 моль газа (у нас образовалось 6.05 л газа).

Сначала рассчитаем количество молей газа, образовавшегося при реакции:
Молярный объем газа равен 22.4 л/моль (при нормальных условиях).
Поэтому, количество молей газа, образовавшегося при реакции:
\[\text{моль газа} = \frac{6.05\,л}{22.4\,л/моль} \approx 0.27\,моль\]
Здесь мы применяем формулу:
\[\text{моль газа} = \frac{\text{объем газа}}{\text{молярный объем газа}}\]

Теперь, с учетом балансировки химического уравнения реакции, мы видим, что каждая моль мела соответствует образованию одной моли CO2. Таким образом, количество молей мела в задаче равно количеству молей газа, образовавшегося при реакции:
\[\text{моль мела} = 0.27\,моль\]

Далее, мы знаем, что масса мела в задаче составляет 30 г.
Таким образом, чтобы найти массовую долю песка в образце мела, нам нужно знать массовую долю мела в образце мела и выразить ее в процентах.
Массовая доля мела в образце мела определяется как:
\[\text{массовая доля мела} = \frac{\text{масса мела}}{\text{общая масса образца мела}} \times 100\]

Общая масса образца мела равна сумме массы мела и массы песка в образце.
Пусть массовая доля песка в образце мела равна x (в процентах).
Тогда массовая доля мела в образце мела будет равна (100 - x) (в процентах).

Подставим известные значения в формулу:

\[(100 - x)\% = \frac{30\,г}{30\,г + \text{масса песка в образце}} \times 100\]

Так как мы знаем, что масса мела равна 30 г, а количество молей мела равно 0.27 моль, мы можем найти молярную массу мела (CaCO3) и использовать ее для определения массы мела в задаче:

Молярная масса мела равна сумме масс атомов, входящих в его состав:

\[\text{Молярная масса мела} = (40.1\,г/моль + 12.0\,г/моль + 16.0\,г/моль \times 3) = 100.1\,г/моль\]

Следовательно, масса мела в задаче равна 100.1 г/моль x 0.27 моль = 27.03 г.

Подставим вычисленные значения в формулу:

\[(100 - x)\% = \frac{30\,г}{30\,г + \text{масса песка в образце}} \times 100\]

\[(100 - x)\% = \frac{30\,г}{30\,г + 27.03\,г} \times 100\]

\[(100 - x)\% = \frac{30}{57.03} \times 100\]

\[(100 - x)\% \approx 52.62\]

Таким образом, массовая доля песка в образце мела составляет приблизительно 52.62%.