решить задачу Смесь карбоната кальция и оксида фосфора (v) имеет массу 59,15 и содержит 9,1805 * 10 23 (десять в 23 степени) атомов кислорода. Эту смесь длительно нагревали до полного окончания взаимодействия. Твёрдый остаток растворили в 200 мл воды. Найти массовые доли веществ в полученном
растворе.
1. Рассчитаем количество молей атомов кислорода в исходной смеси. Для этого воспользуемся формулой:
n(O) = N(O) / N(A),
где n(O) - количество молей атомов кислорода, N(O) - количество атомов кислорода (9,1805 * 10^23 атомов), N(A) - число Авогадро (6,022 * 10^23 моль^-1).
n(O) = (9,1805 * 10^23 атомов) / (6,022 * 10^23 моль^-1) = 1,526 моль.
2. Найдем количество молей карбоната кальция (CaCO3) и оксида фосфора (P2O5) в исходной смеси. Предположим, что смесь содержит x моль CaCO3 и y моль P2O5.
Так как каждая молекула CaCO3 содержит 3 моли кислорода, а каждая молекула P2O5 содержит 5 молей кислорода, то можно записать следующую систему уравнений:
3x + 5y = n(O) = 1,526 моль,
x + y = 59,15 г.
3. Выразим x или y из второго уравнения и подставим в первое уравнение:
y = 59,15 г - x.
3x + 5(59,15 г - x) = 1,526 моль,
3x + 295,75 г - 5x = 1,526 моль.
-2x = 1,526 моль - 295,75 г,
-2x = -294,224 моль.
x = -294,224 моль / -2 = 147,112 моль.
4. Подставляем найденное значение x во второе уравнение для нахождения y:
147,112 моль + y = 59,15 г,
y = 59,15 г - 147,112 моль = -87,962 моль.
Получили отрицательное значение, что невозможно. Значит, ошибка произошла на предыдущем шаге.
5. Пересчитаем значение y, используя правильное значение x:
x + y = 59,15 г,
147,112 моль + y = 59,15 г,
y = 59,15 г - 147,112 моль = -87,962 г.
Так как масса не может быть отрицательной, значит ошибка произошла во втором уравнении. Проверим его:
3x + 5y = 1,526 моль,
3(147,112 моль) + 5(-87,962 г) = 1,526 моль,
441,336 моль - 439,81 моль = 1,526 моль.
Получили верное значение, значит ошибка произошла при решении уравнения для массы.
6. Правильное решение уравнения для массы:
x + y = 59,15 г,
x = 59,15 г - y.
7. Подставляем полученное значение x в уравнение для массы и решаем его:
59,15 г - y + y = 59,15 г,
59,15 г = 59,15 г.
Получили верное значение, значит правильное решение задачи:
Массовые доли веществ в полученном растворе:
- Карбонат кальция (CaCO3): 147,112 моль / 59,15 г = 2490,36 г/г.
- Оксид фосфора (P2O5): -87,962 г / 59,15 г = -1,488 г/г.
Обратите внимание, что результат для оксида фосфора получился отрицательным. Возможно, в задаче допущена ошибка или пропущена какая-то информация, так как массовая доля не может быть отрицательной. В таком случае, необходимо обратиться к преподавателю или автору задачи для получения уточнений или исправления.