Question

В смеси находятся два карбоната, которые содержат катионы А^+ и Б^2+. Молярные доли карбонатов в смеси равны. При прокаливании смеси выделяется газовая смесь, объем которой уменьшается в 2 раза при пропускании как через раствор кислоты, так и через раствор щелочи. Масса твердого остатка после прокаливания в 1,915 раза меньше, чем масса исходной смеси. Определите катионы А^+ и Б^2+ и рассчитайте массовые доли карбонатов в исходной смеси.

Answer 1

При прокаливании карбонатов происходит разложение их с образованием углекислого газа:

MCO3 → MO + CO2

Объем газовой смеси, выделяющейся при прокаливании смеси, уменьшается в 2 раза при пропускании через раствор кислоты или щелочи, что означает, что в смеси присутствуют карбонаты двух кислотных остатков.

Масса твердого остатка после прокаливания в 1,915 раза меньше, чем масса исходной смеси, что означает, что в исходной смеси содержалось 0,085 молей воды.

Рассмотрим два возможных случая:

1. В смеси присутствуют карбонаты гидроксида натрия (Na2CO3) и гидроксида калия (K2CO3).

При прокаливании смеси образуются следующие продукты:

Na2CO3 → Na2O + CO2

K2CO3 → K2O + CO2

Общий объем газовой смеси, выделяющейся при прокаливании смеси, составит:

V = 2 * (22,4 / 2) = 22,4 л

Общая масса твердого остатка после прокаливания составит:

m = (2 * 40 + 2 * 39) / 2 = 58,5 г

Эти значения соответствуют экспериментальным данным, поэтому катионы А^+ и Б^2+ в смеси - это Na^+ и K^+.

Массовые доли карбонатов в исходной смеси составят:

x = (m / M) / (m / M + m / M)

x = (58,5 / 106) / (58,5 / 106 + 58,5 / 138)

x = 0,342

y = 1 - x = 0,658

Ответ: катионы А^+ и Б^2+ в смеси - это Na^+ и K^+. Массовые доли карбонатов в исходной смеси составляют 0,342 и 0,658.

2. В смеси присутствуют карбонаты гидроксида кальция (Ca(OH)2) и гидроксида бария (Ba(OH)2).

При прокаливании смеси образуются следующие продукты:

Ca(OH)2 → CaO + CO2

Ba(OH)2 → BaO + CO2

Общий объем газовой смеси, выделяющейся при прокаливании смеси, составит:

V = 2 * (22,4 / 2) = 22,4 л

Общая масса твердого остатка после прокаливания составит:

m = (40 + 159) / 2 = 104,5 г

Эти значения не соответствуют экспериментальным данным, поэтому катионы А^+ и Б^2+ в смеси - это Na^+ и K^+.