При прокаливании 120 г доломита его масса уменьшилась на 22 г. Определите массовую долю (%) оксида магния в составе твердого остатка.
Для того чтобы определить массовую долю оксида магния (MgO) в твердом остатке после прокаливания доломита (CaMg(CO₃)₂), нужно сначала рассмотреть состав доломита и процесс его термической обработки.
Уравнение реакции прокаливания: доломит разлагается при нагревании с образованием оксида кальция (CaO), оксида магния (MgO) и углекислого газа (CO₂): \[ CaMg(CO₃)₂ \rightarrow CaO + MgO + 2CO₂ \]
Начальная масса доломита: 120 г.
Уменьшение массы: 22 г (это масса выделившегося углекислого газа).
Масса твердого остатка: \[ 120 \, \text{г} - 22 \, \text{г} = 98 \, \text{г} \]
Определение молекулярных масс:
- Молекулярная масса CaMg(CO₃)₂ = 40 (Ca) + 24.3 (Mg) + 2 × (12 (C) + 3 × 16 (O)) = 40 + 24.3 + 2 × 60 = 184.6 г/моль
- Молекулярная масса MgO = 24.3 (Mg) + 16 (O) = 40.3 г/моль
- Молекулярная масса CaO = 40 (Ca) + 16 (O) = 56 г/моль
Соотношение веществ: Из одного моля доломита образуется один моль MgO и один моль CaO. То есть, из 184.6 г CaMg(CO₃)₂ получится 40.3 г MgO и 56 г CaO.
Нахождение массовой доли: Для фиксации количества оксида магния в 98 г:
Рассчитываем количество вещества доломита из расчета: \[ n = \frac{120 \, \text{г}}{184.6 \, \text{г/моль}} \approx 0.650 \, \text{моль} \]
Количество образовавшегося MgO: \[ n_{MgO} = n \approx 0.650 \, \text{моль} \quad \text{(так как 1:1)} \]
Масса MgO: \[ m_{MgO} = n_{MgO} \times 40.3 \, \text{г/моль} \approx 0.650 \, \text{моль} \times 40.3 \, \text{г/моль} \approx 26.1 \, \text{г} \]
Расчет массовой доли оксида магния в твердом остатке: \[ \text{Массовая доля MgO} = \frac{m_{MgO}}{m_{остатка}} \times 100\% = \frac{26.1 \, \text{г}}{98 \, \text{г}} \times 100\% \approx 26.6\% \]
Таким образом, массовая доля оксида магния в составе твердого остатка составляет примерно 26.6%.
