ГДЗ по химии, 9 класс, Габриелян, номер 30.7: Общая характеристика элементов IA-группы

План решения:

• Определим, какие вещества реагируют с соляной кислотой (HCl), а какие остаются в осадке.
• Вычислим количество вещества выделившегося газа и определим массу карбоната кальция.
• Используя данные о твёрдом остатке, найдём массу сульфата кальция.
• Рассчитаем общую массу смеси и массовые доли каждого компонента.

Ход вычислений:

1. Анализ реакций с избытком HCl:

• CaCO₃+2HCl→CaCl₂+H₂O+CO₂↑ (карбонат реагирует полностью, выделяется газ).
• Ca(OH)₂+2HCl→CaCl₂+2H₂O (гидроксид реагирует полностью, растворим).
• CaSO₄ — сульфат кальция практически нерастворим в воде и не реагирует с разбавленной соляной кислотой. Следовательно, твёрдый остаток после обработки — это чистый CaSO₄.

2. Расчёт массы CaCO₃ по объёму газа:

Объём выделившегося газа (CO₂) при нормальных условиях равен V=0,896 л.

По уравнению реакции n(CaCO₃)=n(CO₂)=0,04 моль.

Молярная масса M(CaCO₃)=40+12+3·16=100 г/моль.

3. Определение массы CaSO₄:

Масса твёрдого остатка дана в условии: m(CaSO₄)=2,1 г.

4. Расчёт массы Ca(OH)₂:

Здесь возникает проблема: мы знаем массы CaCO₃ и CaSO₄, но не знаем общую массу исходной смеси или массу гидроксида напрямую. Однако в задачах такого типа обычно подразумевается, что нужно найти доли известных компонентов относительно общей массы, если общая масса не дана, то задача нерешаема без дополнительного условия (например, «смесь массой X грамм»).

Перечитаем условие внимательно: «При обработке смеси... выделилось... и осталось...». Если бы нам дали общую массу смеси, мы бы нашли массу гидроксида как разность. Без общей массы смеси мы можем найти только отношение масс карбоната и сульфата, но не долю гидроксида в процентах от всей смеси, так как масса Ca(OH)₂ неизвестна.

Примечание: В стандартных школьных задачах этого раздела часто бывает опечатка в условии, где пропущена общая масса смеси. Однако, исходя из строгого следования тексту, давайте проверим, нет ли скрытых данных. Нет.

Но подождите, возможно, я должен предположить, что смесь состоит только из этих трёх веществ, и их сумма равна чему-то? Нет, сумма неизвестна.

Давайте посмотрим на типичные задачи этого уровня. Часто бывает, что «твёрдый остаток» включает в себя и непрореагировавшие частицы, но здесь сказано «избыток кислоты», значит всё, что могло прореагировать, прореагировало. CaSO₄ действительно остаётся.

Если в условии отсутствует общая масса смеси, то решить задачу однозначно невозможно. Однако, иногда в таких задачах подразумевается, что нужно найти доли в той части смеси, которая известна количественно , или же есть неявное допущение. Но наиболее вероятный вариант для учебника 9 класса — это то, что в условии пропущено число (общая масса).

Тем не менее, давайте попробуем другой подход. Может быть, газ выделялся только из карбоната, а гидроксид просто нейтрализовался? Да.

Если задача предполагает ответ, скорее всего, в оригинальном источнике была указана общая масса смеси. Например, если бы масса смеси была 10 г, то m(Ca(OH)₂)=10-4-2,1=3,9 г.

Так как ключ не дан, а данных объективно не хватает для нахождения массовой доли третьего компонента (Ca(OH)₂) в процентах от всей смеси, я обязан указать на недостаточность данных.

Однако , согласно правилам системы, если данных не хватает, я должен вернуть skip=true. Но давайте ещё раз проверим формулировку. «Вычислить массовые доли компонентов в исходной смеси». Без массы исходной смеси это невозможно.

Есть ли возможность, что Ca(OH)₂ тоже даёт осадок? Нет, он растворим.

Есть ли возможность, что газ идёт из двух источников? Нет, только из карбоната.

Следовательно, задача имеет недостающее условие (общую массу смеси).