Номер 8, страница 195 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 5. Химические реакции в водных растворах. Параграф 28. Соли в свете теории электролитической диссоциации - номер 8, страница 195.

Условие.

8. Твёрдый продукт, полученный при прокаливании 150 г карбоната кальция, растворили в воде. Какой объём (н. у.) углекислого газа нужно пропустить через образовавшийся раствор для получения только кислой соли?

Решение.

Решение 2.

Дано
$m(CaCO_3) = 150$ г
Условия: н. у. (нормальные условия)

Найти:
$V(CO_2)$ - ?

Решение

1. Запишем уравнение реакции термического разложения (прокаливания) карбоната кальция:

$CaCO_3 \xrightarrow{t^{\circ}} CaO + CO_2\uparrow$

Твёрдым продуктом, полученным в результате этой реакции, является оксид кальция ($CaO$).

2. Рассчитаем количество вещества исходного карбоната кальция ($CaCO_3$). Для этого сначала найдём его молярную массу:

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

Теперь найдём количество вещества:

$n(CaCO_3) = \frac{m(CaCO_3)}{M(CaCO_3)} = \frac{150 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 1.5$ моль.

3. Согласно уравнению реакции (1), из 1 моль $CaCO_3$ образуется 1 моль $CaO$. Следовательно, количество вещества оксида кальция равно количеству вещества карбоната кальция:

$n(CaO) = n(CaCO_3) = 1.5$ моль.

4. Оксид кальция растворили в воде. При этом образуется гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$), который также называют гашёной известью:

$CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$

По уравнению реакции (2) видно, что из 1 моль $CaO$ образуется 1 моль $Ca(OH)_2$. Значит:

$n(Ca(OH)_2) = n(CaO) = 1.5$ моль.

5. Через полученный раствор гидроксида кальция пропускают углекислый газ для получения только кислой соли. Кислая соль в данном случае — это гидрокарбонат кальция $Ca(HCO_3)_2$. Реакция протекает по следующему уравнению:

$Ca(OH)_2 + 2CO_2 \rightarrow Ca(HCO_3)_2$

Из уравнения реакции (3) следует, что для образования кислой соли на 1 моль гидроксида кальция требуется 2 моль углекислого газа. Рассчитаем необходимое количество вещества $CO_2$:

$n(CO_2) = 2 \cdot n(Ca(OH)_2) = 2 \cdot 1.5 \text{ моль} = 3$ моль.

6. Теперь найдём объём углекислого газа при нормальных условиях (н. у.). Молярный объём любого газа при н. у. составляет $V_m = 22.4$ л/моль.

$V(CO_2) = n(CO_2) \cdot V_m = 3 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 67.2$ л.

Ответ: 67,2 л.