Смесь карбоната лития и карбоната бария обработали избытком раствора серной кислоты. При этом выделилось 4,48 л газа и образовалось 11,65г осадка. Определите массовую долю карбоната лития в исходной смеси.

Давайте решим задачу пошагово, чтобы найти массовую долю карбоната лития ($\mathrm{Li_2CO_3}$) в исходной смеси.

Шаг 1: Определим реакции

При добавлении серной кислоты ($\mathrm{H_2SO_4}$) к смеси карбонатов лития ($\mathrm{Li_2CO_3}$) и бария ($\mathrm{BaCO_3}$), протекают следующие реакции:

1. $\mathrm{Li_2CO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Li_2SO_4 + CO_2\uparrow + H_2O}$
2. $\mathrm{BaCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + CO_2\uparrow + H_2O}$

$\mathrm{CO_2}$ выделяется в газообразной форме, а $\mathrm{BaSO_4}$ выпадает в осадок.

Шаг 2: Найдем количество газа

Объем газа $\mathrm{CO_2}$ составляет $4,48 \, \mathrm{л}$. Используем уравнение состояния для идеального газа при нормальных условиях:

Подставим значения:

Шаг 3: Найдем массу осадка

Масса осадка — это масса сульфата бария ($\mathrm{BaSO_4}$), который образуется по реакции. Формула молярной массы $\mathrm{BaSO_4}$:

Масса осадка дана:

Число молей $\mathrm{BaSO_4}$:

Шаг 4: Определим количество веществ

• По реакции видно, что 1 моль $\mathrm{BaCO_3}$ даёт 1 моль $\mathrm{BaSO_4}$. Значит:

  $$n(\mathrm{BaCO_3}) = 0,05 \, \mathrm{моль}.$$

• Остальная часть газа $\mathrm{CO_2}$ выделилась из разложения $\mathrm{Li_2CO_3}$. Количество $\mathrm{CO_2}$, выделившегося из $\mathrm{Li_2CO_3}$:

  $$n(\mathrm{CO_2}, \text{ от } \mathrm{Li_2CO_3}) = n(\mathrm{CO_2}) - n(\mathrm{BaCO_3}) = 0,2 - 0,05 = 0,15 \, \mathrm{моль}.$$