Номер 1, страница 146, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

•1. Жесткость воды обусловлена содержанием в ней гидрокарбоната кальция. Рассчитайте массовую долю этого вещества в воде, если для устранения жесткости в воду массой 5 кг потребовалось добавить гашеную известь массой 1,48 г.

Ответ: 0,0648%.

1. Дано:

$m(\text{раствора}) = 5 \text{ кг}$

$m(\text{Ca(OH)}_2) = 1,48 \text{ г}$

$m(\text{раствора}) = 5 \text{ кг} = 5000 \text{ г}$

Найти:

$\omega(\text{Ca(HCO}_3)_2) - ?$

Решение:

Жесткость воды, обусловленная гидрокарбонатом кальция, называется временной жесткостью. Ее можно устранить добавлением гашеной извести (гидроксида кальция). При этом протекает химическая реакция, в ходе которой растворимый гидрокарбонат кальция превращается в нерастворимый карбонат кальция, выпадающий в осадок:

$\text{Ca(HCO}_3)_2 + \text{Ca(OH)}_2 \rightarrow 2\text{CaCO}_3\downarrow + 2\text{H}_2\text{O}$

Сначала рассчитаем молярные массы реагентов:

Молярная масса гашеной извести $\text{Ca(OH)}_2$:

$M(\text{Ca(OH)}_2) = M(\text{Ca}) + 2 \cdot (M(\text{O}) + M(\text{H})) = 40 + 2 \cdot (16 + 1) = 74 \text{ г/моль}$

Молярная масса гидрокарбоната кальция $\text{Ca(HCO}_3)_2$:

$M(\text{Ca(HCO}_3)_2) = M(\text{Ca}) + 2 \cdot (M(\text{H}) + M(\text{C}) + 3 \cdot M(\text{O})) = 40 + 2 \cdot (1 + 12 + 3 \cdot 16) = 40 + 2 \cdot 61 = 162 \text{ г/моль}$

Теперь найдем количество вещества (в молях) гашеной извести, которое потребовалось для реакции:

$n(\text{Ca(OH)}_2) = \frac{m(\text{Ca(OH)}_2)}{M(\text{Ca(OH)}_2)} = \frac{1,48 \text{ г}}{74 \text{ г/моль}} = 0,02 \text{ моль}$

Согласно уравнению реакции, гидрокарбонат кальция и гидроксид кальция реагируют в мольном соотношении 1:1. Следовательно, количество вещества гидрокарбоната кальция в воде также равно 0,02 моль.

$n(\text{Ca(HCO}_3)_2) = n(\text{Ca(OH)}_2) = 0,02 \text{ моль}$

Теперь можно рассчитать массу гидрокарбоната кальция, содержавшегося в воде:

$m(\text{Ca(HCO}_3)_2) = n(\text{Ca(HCO}_3)_2) \cdot M(\text{Ca(HCO}_3)_2) = 0,02 \text{ моль} \cdot 162 \text{ г/моль} = 3,24 \text{ г}$

Наконец, рассчитаем массовую долю ($\omega$) гидрокарбоната кальция в исходном растворе. Масса раствора (воды с примесями) составляет 5 кг или 5000 г.

$\omega(\text{Ca(HCO}_3)_2) = \frac{m(\text{Ca(HCO}_3)_2)}{m(\text{раствора})} \cdot 100\% = \frac{3,24 \text{ г}}{5000 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,000648 \cdot 100\% = 0,0648\%$

Ответ: массовая доля гидрокарбоната кальция в воде составляет 0,0648%.