Номер 3, страница 56, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

•3. Сколько углекислого газа выделится при обжиге 500 кг известняка, содержащего 92% карбоната кальция?

Ответ: 202,4 кг.

Дано:

Масса известняка $m(известняка) = 500$ кг

Массовая доля карбоната кальция $ω(CaCO_3) = 92\%$

Масса дана в килограммах (кг), что является основной единицей массы в системе СИ. Массовую долю для расчетов необходимо перевести в доли единицы: $ω(CaCO_3) = 92\% / 100\% = 0.92$.

Найти:

Масса углекислого газа $m(CO_2)$ — ?

Решение:

1. Процесс обжига известняка представляет собой реакцию термического разложения карбоната кальция. Составим уравнение химической реакции:

$CaCO_3 \xrightarrow{t^\circ} Cao + CO_2$

2. Известняк является природным материалом и содержит примеси. Нам дана масса всего известняка и массовая доля чистого карбоната кальция в нем. Найдем массу чистого $CaCO_3$, который вступает в реакцию:

$m(CaCO_3) = m(известняка) \cdot ω(CaCO_3) = 500 \text{ кг} \cdot 0.92 = 460 \text{ кг}$

3. Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в расчете (карбоната кальция и углекислого газа), используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы (Ca - 40, C - 12, o - 16). Для удобства будем использовать размерность кг/кмоль, которая численно равна г/моль.

$M(CaCO_3) = 40 + 12 + 3 \cdot 16 = 100 \text{ кг/кмоль}$

$M(CO_2) = 12 + 2 \cdot 16 = 44 \text{ кг/кмоль}$

4. Найдем количество вещества ($\nu$) карбоната кальция, содержащегося в 460 кг:

$\nu(CaCO_3) = \frac{m(CaCO_3)}{M(CaCO_3)} = \frac{460 \text{ кг}}{100 \text{ кг/кмоль}} = 4.6 \text{ кмоль}$

5. По уравнению реакции, из 1 моль $CaCO_3$ образуется 1 моль $CO_2$. Следовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$\nu(CO_2) = \nu(CaCO_3) = 4.6 \text{ кмоль}$

6. Теперь мы можем найти массу углекислого газа, которая выделится в результате реакции:

$m(CO_2) = \nu(CO_2) \cdot M(CO_2) = 4.6 \text{ кмоль} \cdot 44 \text{ кг/кмоль} = 202.4 \text{ кг}$

Ответ: при обжиге 500 кг известняка выделится 202,4 кг углекислого газа.