Образец кальцита (CaCO3) при длительном обжиге потерял 35,2% своей массы. Вычислите массовую долю пустой породы в данном образце. В ответ запишите целое число.

Чтобы решить эту задачу, нам нужно понять, что происходит с кальцитом (CaCO3) при обжиге и как это связано с потерей массы.

1. Химический процесс при обжиге: Когда кальцит нагревается, он подвергается термическому разложению, в результате чего из CaCO3 образуется оксид кальция (CaO) и углекислый газ (CO2). Реакция выглядит следующим образом:

   $CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2$

2. Потеря массы: Потеря массы в этой реакции происходит из-за выделения CO2. Мы знаем, что образец потерял 35.2% своей массы, что означает, что эти 35.2% соответствуют массе CO2, выделившегося в процессе.

3. Расчёт молярной массы: Чтобы связать эту потерю массы с массой исходного кальцита, нам нужно рассчитать молярные массы CaCO3 и CO2.

   • Молярная масса CaCO3 = 40 (Ca) + 12 (C) + 3×16 (O) = 100 г/моль.
   • Молярная масса CO2 = 12 (C) + 2×16 (O) = 44 г/моль.

4. Соотношение масс: Теперь мы можем установить соотношение между массой выделившегося CO2 и массой исходного CaCO3. Так как из одного моля CaCO3 получается один моль CO2, соотношение масс будет таким же, как соотношение их молярных масс.

5. Расчёт массы кальцита: Пусть исходная масса кальцита составляет X. Тогда масса выделившегося CO2 составит $0.352X$ (35.2% от X). Используя соотношение молярных масс, мы можем установить, что $100 грамм CaCO_3$ дают $44 грамма CO_2$. Таким образом, $X \times 44 / 100 = 0.352X$.

6. Решение уравнения: Решая это уравнение относительно X, мы найдём исходную массу кальцита.

7. Определение массовой доли пустой породы: После того, как мы найдём массу чистого кальцита, мы можем вычислить массовую долю пустой породы, вычитая из общей массы образца массу кальцита и деля разность на общую массу образца.

Давайте проведём эти расчёты.

Исходя из расчетов, массовая доля пустой породы в данном образце кальцита составляет приблизительно 20%. Это означает, что 20% образца не состояло из кальцита (CaCO3), а было пустой породой или примесями. ​​