Химия

8 класс
Вопрос
Для определения процентного (по массе) состава смеси двух солей, образованных одной и той же кислотой, проведен ряд химических реакций и при этом установлено следующее: а) при прокаливании смеси выделяется двуокись углерода; б) после обработки смеси уксусной кислотой образуется Раствор (его разделили на две части); в) при действии на раствор хромата калия выпадает мелкокристаллический желтый осадок, а при добавлении к раствору ферроцианида калия образуется белый осадок; г) после прокаливания образца смеси массой 1,448 г уделяется двуокись углерода, которая занимает объем 43,5 мл при температуре $20^{\circ} C$ и давлении 750 мм рт. ст. Какие соли входят в состав смеси? Вычислите их процентное содержание в смеси. Напишите ионные уравнение реакций, названных в пункте (в).
Ответ


Соли образованы угольной кислотой, т. е. являются карбонатами, которые дают растворимые ацетаты. Для катионов, входящих в состав солей, в условии задачи указаны характерные реакции

$Ba^{2+} + CrO_4^{2-} = BaCrO_4$,
$Ca^{2+} + 2K^{+} + [Fe(CN)_6]^{4-} = CaK_2[Fe(CN)_6]$.

Следовательно, в состав исходной смеси входили $CaCO_3$ и $BaCO_3$.

Объем выделившегося $CO_2$ (в пересчете на нормальные условия) составляет

$V_0 = \frac {pV \cdot 273}{p_0 (273 + t^{\circ} C} = \frac {750 \cdot 243,5 \cdot 273}{760 \cdot (273 + 20)} = 224$ мл,

т. е. было получено 224 мл $CO_2$, что соответствует 0,01 моля, или 0,44 г.

В смеси содержится $x$ г $CaCO_3$ и $y$ г $BaCO_3$.

$x + y = 1,448$. (1)

Масса $CaO$ составляет $A$ г, масса $BaO$ - $b$ г

$a + b = 1,448 - 0,44 = 1,008$ г. (2)
$M_{CaCO_3} : M_{CaO} = x : a$ $M_{BaCO_3} : M_{BaO} = y : b$
$a = \frac{M_{CaO}}{M_{CaCO_2}} x = \frac{56}{100} x = 0,56x$, $b = \frac{M_{BaO}}{M_{BaCO_2}} = \frac{153,4}{197,4} y = 0,777y$.

Составляем систему уравнений (1) - (2)

$\begin{cases} 0,56 + 0,777y = 1,008 & 0,56x + 0,777(NULL,448 - x) = 1,008 \\ x + y = 1,448 & 0,56x - 0,777x = 1,008 - 1,125 \end{cases}$,
$x = \frac{0,117}{0,217} = 0,539$ г $CaCO_3$; $y = 1,448 - 0,539 = 0,909$ г $BaCO_3$.

Процентное содержание солей в смеси: $(NULL,539 : 1,448) \times 100 = 37,2$ % $CaCO_3$, $(NULL,90 : 1,448) \cdot 100$ % = 62,8 %.

(Алгебраическую систему легче и проще можно составить с использованием мольных величин

$\left . \begin{cases} x + y = 0,01 \\ 100x + 197,4y = 1,448 \end{cases} \right | \begin{matrix} \cdot 100 \\ ~ \end{matrix}$
$-100x + 100y = 1$
$-$
$\underline{100x + 197,4y = 1,448}$
$97,4y = 0,448$

$y = 0,0046$ моля, т. е. $0,0046 \cdot 197,4 = 0,908$ г, $BaCO_3, х = 0,0054$ моля, т.е. $0,0054 \cdot 100 = 0,540$ г, $CaCO_3$.)
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме