Сколько карбоната кальция содержится в 260 кг известняка, если обжиг привёл к получению 112 кг оксида кальция?

Чтобы решить эту задачу, нам нужно установить соотношение между карбонатом кальция (CaCO3) и оксидом кальция (CaO), так как оксид кальция образуется при обжиге известняка.

Молярная масса карбоната кальция (CaCO3) равна сумме массы атомов кальция (Ca), углерода (C) и трех атомов кислорода (O). Обратите внимание, что молярная масса карбоната кальция равна 100,09 г/моль.

Сначала определим количества вещества известняка (CaCO3) и оксида кальция (CaO) в образцах.

Количество вещества известняка (CaCO3) можно вычислить, используя формулу:

\[
n = \frac{m}{M}
\]

где \(n\) - количество вещества в молях, \(m\) - масса вещества в граммах и \(M\) - молярная масса вещества.

\[
n_{CaCO3} = \frac{m_{CaCO3}}{M_{CaCO3}} = \frac{260 \, \text{кг} \cdot 1000 \, \text{г/кг}}{100.09 \, \text{г/моль}} = 2598 \, \text{моль}
\]

Количество вещества оксида кальция (CaO) будет равно:

\[
n_{CaO} = \frac{m_{CaO}}{M_{CaO}} = \frac{112 \, \text{кг} \cdot 1000 \, \text{г/кг}}{56.08 \, \text{г/моль}} = 1996 \, \text{моль}
\]

Затем мы можем использовать уравнение реакции между карбонатом кальция и оксидом кальция, чтобы определить соотношение между ними. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

\[
CaCO3 \to CaO + CO2
\]

Из уравнения видно, что на каждый моль CaCO3 образуется один моль CaO.

Таким образом, количество вещества карбоната кальция, которое превращается в оксид кальция при обжиге, будет равно количеству вещества оксида кальция:

\[
n_{CaCO3} = n_{CaO} = 1996 \, \text{моль}
\]

Наконец, чтобы найти массу карбоната кальция (CaCO3) и массовую долю карбоната кальция в образце, мы можем использовать следующие формулы:

Масса CaCO3 = количество вещества CaCO3 × молярная масса CaCO3

Массовая доля CaCO3 = (Масса CaCO3 / Масса образца) × 100%

Используя данные, полученные выше, мы можем рассчитать:

\[
\text{Масса CaCO3} = n_{CaCO3} \times M_{CaCO3} = 1996 \, \text{моль} \times 100.09 \, \text{г/моль} = 199756.84 \, \text{г}
\]

\[
\text{Массовая доля CaCO3} = \left(\frac{\text{Масса CaCO3}}{\text{Масса образца}}\right) \times 100\% = \left(\frac{199756.84 \, \text{г}}{260000 \, \text{г}}\right) \times 100\% \approx 76.83\%
\]

Итак, масса карбоната кальция в образце известняка равна 199756.84 г, а массовая доля карбоната кальция составляет примерно 76.83%.