Номер 4, страница 145, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

•4. При растворении в кислоте 5 г оксида кальция $CaO$, содержащего примесь $CaCO_3$, выделилось 140 мл газа (н. у.). Какова массовая доля $CaCO_3$ в исходной смеси?

Ответ: 12,5%.

Дано:

$m(смеси) = 5\ г$

$V(газа) = 140\ мл = 0,140\ л$

Найти:

$ω(CaCO_3) - ?$

Решение:

При растворении в кислоте смеси, состоящей из оксида кальция ($CaO$) и карбоната кальция ($CaCO_3$), в реакцию вступают оба вещества. Однако газ выделяется только в реакции с карбонатом кальция.

Реакция основного оксида $CaO$ с кислотой (например, соляной $HCl$):

$Cao + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O$

В этой реакции газ не выделяется.

Реакция карбоната кальция $CaCO_3$ с кислотой, в результате которой выделяется углекислый газ $CO_2$:

$CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2o + CO_2↑$

Следовательно, весь выделившийся газ является углекислым газом.

Поскольку объем газа измерен при нормальных условиях (н. у.), мы можем использовать молярный объем газа, который составляет $V_m = 22,4\ л/моль$.

1. Найдем количество вещества ($\text{n}$) выделившегося углекислого газа:

$n(CO_2) = \frac{V(CO_2)}{V_m} = \frac{0,140\ л}{22,4\ л/моль} = 0,00625\ моль$

2. По уравнению реакции, стехиометрическое соотношение между $CaCO_3$ и $CO_2$ составляет 1:1. Это означает, что количество вещества прореагировавшего карбоната кальция равно количеству вещества выделившегося углекислого газа:

$n(CaCO_3) = n(CO_2) = 0,00625\ моль$

3. Рассчитаем молярную массу карбоната кальция ($\text{M}$):

$M(CaCO_3) = M(Ca) + M(C) + 3 \cdot M(O) = 40 + 12 + 3 \cdot 16 = 100\ г/моль$

4. Найдем массу карбоната кальция в исходной смеси:

$m(CaCO_3) = n(CaCO_3) \cdot M(CaCO_3) = 0,00625\ моль \cdot 100\ г/моль = 0,625\ г$

5. Наконец, рассчитаем массовую долю ($ω$) $CaCO_3$ в исходной смеси массой 5 г:

$ω(CaCO_3) = \frac{m(CaCO_3)}{m(смеси)} \cdot 100\% = \frac{0,625\ г}{5\ г} \cdot 100\% = 0,125 \cdot 100\% = 12,5\%$

Ответ: 12,5%.