Рассчитаем количество серной кислоты: mH2SO4H2SO4H2SO4 = Vc = 0.2 49 = 9.8 г
Рассчитаем количество CaCO3 карбонатакальциякарбоната кальциякарбонатакальция: mCaCO3CaCO3CaCO3 = mобщобщобщ - mH2SO4H2SO4H2SO4 = 9.72 - 9.8 = -0.08 г
Рассчитаем количество CaSO4 сульфатакальциясульфата кальциясульфатакальция: mCaSO4CaSO4CaSO4 = 9.72 г - 0.08 г = 9.64 г
Рассчитаем количество KOH гидроксидакалиягидроксида калиягидроксидакалия: mKOHKOHKOH = Vc = 0.15 22.4 = 3.36 г
Рассчитаем количество CaSO4, которое реагирует с KOH: nCaSO4CaSO4CaSO4 = mCaSO4CaSO4CaSO4 / MCaSO4CaSO4CaSO4 = 9.64 / 136.14 = 0.071 моль
Рассчитаем количество KOH, необходимое для нейтрализации CaSO4: nKOHKOHKOH = nCaSO4CaSO4CaSO4 = 0.071 моль
Рассчитаем количество CaCO3, которое реагирует с H2SO4: nCaCO3CaCO3CaCO3 = mCaCO3CaCO3CaCO3 / MCaCO3CaCO3CaCO3 = -0.08 / 100.09 = -0.0008 моль
Рассчитаем количество H2SO4, необходимое для нейтрализации CaCO3: nH2SO4H2SO4H2SO4 = nCaCO3CaCO3CaCO3 = -0.0008 моль
Рассчитаем количество H2SO4, оставшееся после реакции с CaCO3: nH2SO4H2SO4H2SO4 = 0.071 моль избытокизбытокизбыток
Рассчитаем количество CaOHOHOH2, реагирующее с избытком H2SO4: nCa(OH)2Ca(OH)2Ca(OH)2 = nH2SO4H2SO4H2SO4 = 0.071 моль
Рассчитаем количество Ca, содержащееся в CaCO3: mCaвCaCO3Ca в CaCO3CaвCaCO3 = nCaCO3CaCO3CaCO3 MCaCaCa = -0.0008 40.08 = -0.032 г
Рассчитаем количество Ca, содержащееся в CaSO4: mCaвCaSO4Ca в CaSO4CaвCaSO4 = nCaSO4CaSO4CaSO4 MCaCaCa = 0.071 40.08 = 2.84 г
Рассчитаем количество Ca, содержащееся в KOH: mCaвKOHCa в KOHCaвKOH = nKOHKOHKOH MCaCaCa = 0.071 40.08 = 2.84 г
Посчитаем общее количество Ca в образце: mCaобщCa общCaобщ = mCaвCaCO3Ca в CaCO3CaвCaCO3 + mCaвCaSO4Ca в CaSO4CaвCaSO4 + mCaвKOHCa в KOHCaвKOH = -0.032 + 2.84 + 2.84 = 5.648 г
Рассчитаем массовую долю кальция в образце: mass_fraction_Ca = m(Caобщ)/m(общ)m(Ca общ) / m(общ)m(Caобщ)/m(общ) 100% = 5.648/9.725.648 / 9.725.648/9.72 100% ≈ 58.2%
Итак, массовая доля кальция в исходной смеси составляет около 58.2%.
Рассчитаем количество серной кислоты:
mH2SO4H2SO4H2SO4 = Vc = 0.2 49 = 9.8 г
Рассчитаем количество CaCO3 карбонатакальциякарбоната кальциякарбонатакальция:
mCaCO3CaCO3CaCO3 = mобщобщобщ - mH2SO4H2SO4H2SO4 = 9.72 - 9.8 = -0.08 г
Рассчитаем количество CaSO4 сульфатакальциясульфата кальциясульфатакальция:
mCaSO4CaSO4CaSO4 = 9.72 г - 0.08 г = 9.64 г
Рассчитаем количество KOH гидроксидакалиягидроксида калиягидроксидакалия:
mKOHKOHKOH = Vc = 0.15 22.4 = 3.36 г
Рассчитаем количество CaSO4, которое реагирует с KOH:
nCaSO4CaSO4CaSO4 = mCaSO4CaSO4CaSO4 / MCaSO4CaSO4CaSO4 = 9.64 / 136.14 = 0.071 моль
Рассчитаем количество KOH, необходимое для нейтрализации CaSO4:
nKOHKOHKOH = nCaSO4CaSO4CaSO4 = 0.071 моль
Рассчитаем количество CaCO3, которое реагирует с H2SO4:
nCaCO3CaCO3CaCO3 = mCaCO3CaCO3CaCO3 / MCaCO3CaCO3CaCO3 = -0.08 / 100.09 = -0.0008 моль
Рассчитаем количество H2SO4, необходимое для нейтрализации CaCO3:
nH2SO4H2SO4H2SO4 = nCaCO3CaCO3CaCO3 = -0.0008 моль
Рассчитаем количество H2SO4, оставшееся после реакции с CaCO3:
nH2SO4H2SO4H2SO4 = 0.071 моль избытокизбытокизбыток
Рассчитаем количество CaOHOHOH2, реагирующее с избытком H2SO4:
nCa(OH)2Ca(OH)2Ca(OH)2 = nH2SO4H2SO4H2SO4 = 0.071 моль
Рассчитаем количество Ca, содержащееся в CaCO3:
mCaвCaCO3Ca в CaCO3CaвCaCO3 = nCaCO3CaCO3CaCO3 MCaCaCa = -0.0008 40.08 = -0.032 г
Рассчитаем количество Ca, содержащееся в CaSO4:
mCaвCaSO4Ca в CaSO4CaвCaSO4 = nCaSO4CaSO4CaSO4 MCaCaCa = 0.071 40.08 = 2.84 г
Рассчитаем количество Ca, содержащееся в KOH:
mCaвKOHCa в KOHCaвKOH = nKOHKOHKOH MCaCaCa = 0.071 40.08 = 2.84 г
Посчитаем общее количество Ca в образце:
mCaобщCa общCaобщ = mCaвCaCO3Ca в CaCO3CaвCaCO3 + mCaвCaSO4Ca в CaSO4CaвCaSO4 + mCaвKOHCa в KOHCaвKOH = -0.032 + 2.84 + 2.84 = 5.648 г
Рассчитаем массовую долю кальция в образце:
mass_fraction_Ca = m(Caобщ)/m(общ)m(Ca общ) / m(общ)m(Caобщ)/m(общ) 100% = 5.648/9.725.648 / 9.725.648/9.72 100% ≈ 58.2%
Итак, массовая доля кальция в исходной смеси составляет около 58.2%.