Каковы массовые доли карбоната кальция, фосфата кальция и оксида кальция в исходной смеси массой 20 г, после того

Чтобы решить эту задачу, нам потребуется использовать знания о химических реакциях и законах сохранения массы. Давайте разобьем задачу на несколько логических шагов:

Шаг 1: Запишем химическое уравнение реакции между карбонатом кальция и азотной кислотой:
\[CaCO_3 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + CO_2 + H_2O\]

Шаг 2: Преобразуем молекулярные коэффициенты уравнения так, чтобы соотношение между искомыми веществами (карбонатом кальция, фосфатом кальция и оксидом кальция) было ясным. Умножим уравнение на 3:
\[3CaCO_3 + 6HNO_3 \rightarrow 3Ca(NO_3)_2 + 3CO_2 + 3H_2O\]

Шаг 3: Из уравнения видно, что на каждый молекулу карбоната кальция приходится 3 молекулы фосфата кальция и 3 молекулы оксида кальция. Это соответствует следующему соотношению масс:
\[1 : 3 : 3\]

Шаг 4: Рассчитаем массу каждого вещества в исходной смеси. Поскольку масса исходной смеси составляет 20 г, то масса карбоната кальция составляет \(\frac{1}{7}\) от общей массы:
\[масса\ карбоната\ кальция = \frac{1}{7} \times 20 г \approx 2.857 г\]

Так как соотношение между карбонатом кальция, фосфатом кальция и оксидом кальция составляет 1:3:3, то масса фосфата кальция будет:
\[масса\ фосфата\ кальция = 3 \times масса\ карбоната\ кальция = 3 \times 2.857 г = 8.571 г\]

Аналогично, масса оксида кальция будет:
\[масса\ оксида\ кальция = 3 \times масса\ кардоната\ кальция = 3 \times 2.857 г = 8.571 г\]

Шаг 5: Теперь рассмотрим остаток смеси после реакции. По закону сохранения массы, масса остатка равна разности между массой исходной смеси и массой образовавшегося газа:
\[масса\ остатка = 20 г - масса\ газа\]

Шаг 6: Объем образовавшегося газа составляет 560 мл (нормальных условиях), что является его молярным объемом. Чтобы определить массу газа, нам необходимо знать его молярную массу. В данном случае это углекислый газ (CO2) с молярной массой 44 г/моль.

У нас есть объем и молярная масса газа, поэтому мы можем рассчитать его массу с помощью формулы:
\[масса\ газа = молярная\ масса \times объем\ газа = 44 г/моль \times 0.56 л = 24.64 г\]

Шаг 7: Теперь мы можем рассчитать массу остатка:
\[масса\ остатка = 20 г - 24.64 г = -4.64 г\]

Таким образом, получается, что масса остатка отрицательна, что не является физически возможным. Это говорит о том, что в процессе реакции не все исходные вещества были полностью потреблены и оставшийся остаток по массе может быть равен нулю.

Итак, массовые доли карбоната кальция, фосфата кальция и оксида кальция в исходной смеси после реакции будут следующими:

Массовая доля карбоната кальция: \(\frac{масса\ карбоната\ кальция}{масса\ исходной\ смеси} \times 100\% = \frac{2.857 г}{20 г} \times 100\% = 14.285\%\)

Массовая доля фосфата кальция: \(\frac{масса\ фосфата\ кальция}{масса\ исходной\ смеси} \times 100\% = \frac{8.571 г}{20 г} \times 100\% = 42.855\%\)

Массовая доля оксида кальция: \(\frac{масса\ оксида\ кальция}{масса\ исходной\ смеси} \times 100\% = \frac{8.571 г}{20 г} \times 100\% = 42.855\%\)

Массовая доля остатка: \(100\% - 14.285\% - 42.855\% - 42.855\% = 0\%\)

Следовательно, массовые доли карбоната кальция, фосфата кальция и оксида кальция в исходной смеси после реакции соответственно составляют приблизительно 14.285%, 42.855% и 42.855%, а массовая доля остатка равна 0%.