Question

Разобраться с одной интересной на при взаимодействии избытка соляной кислоты со смесью кальция, оксида кальция и карбоната кальция выделилось 0.5 моль газообразных веществ. после полного сжигания газовой смеси и продуктов к н.у., объем газа уменьшился в 2 раза. определите массу (г) исходной смеси, если известно, что при прокаливании такой же массы смеси в присутствии кислорода масса оксида кальция увеличивается в 2 раза.

Answer 1

Дано: смесь Са, СаО, СаСО₃;
с НСl  выделяется 0,5 моля газа
при сжигании - объем газа уменьшается вдвое;
при прокаливании с О₂ масса СаО увеличивается вдвое.
Найти: массу смеси
Решение: 
     Реакция компонентов смеси с соляной кислотой:
1. Са +2НСl = CaCl₂ + H₂↑
2. CaO + 2HCl = CaCl₂ + H₂O
3. CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O
      Газы получаются в 1 и  3 реакциях. 
n(CO₂+H₂O) = 0,5 моля.
      Но горит только водород
4. 2Н₂+О₂=2Н₂О, СО₂ - не горит
      Так как по условию объем уменьшается вдвое, это значит, что
n(CO₂) = n(H₂) = 0,5 : 2 = 0,25 (моля) 
      Из уравнений 1 и 3 видно, что на моль Са приходится моль Н₂, а на моль СаСО₃ приходится моль СО₂, значит,
n(Ca) = n(H₂) = 0,25 моля
n(CaCO₃) = n(CO₂) = 0,25 моля 
     Реакция компонентов смеси при прокаливании в кислородом.
5. 2Са + О₂ = 2СаО
6. СаСО₃ = СаО + СО₂
     Химическое количество образовавшегося СаО по реакции 5 равно n(Ca), а по реакции 6 равно n(CаСО₃)
      Оксид кальция в смеси не изменяется. Его  масса  по условию увеличивается вдвое: за счет образования СаО по реакциям 5 и 6. Т.к. это одно и тоже вещество, химическое количество СаО также увеличивается вдвое, значит:
n(CaO) = n(Са) + n(СаСО₃) = 0,25 + 0,25 = 0,5 (моля) 
      Определим массы компонентов смеси по формуле: m = n*M
M(Са) = 40 г/моль
М(СаО) = 40 +16 = 56 (г/моль)
М(СаСО₃) = 40 + 12 + 16*3 = 100 (г/моль)
m(Ca) = 0,25*40 = 10 (г)
m(CaO) = 0,5*56 = 28 (г)
m(CaCO₃) = 0,25*100 = 25 (г)
mсм. = 10 + 28 + 25 = 63 (г)
ответ: 63 г