Номер 3, страница 9 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 2. Законы сохранения массы и энергии в химии. Глава I. Важнейшие химические понятия и законы - номер 3, страница 9.

Условие.

3. Вычислите объём оксида углерода(IV) (н. у.), выделившегося при прокаливании 1 кг мела, массовая доля примесей в котором равна 15 %.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(мела) = 1 \text{ кг}$
$\omega(примесей) = 15 \%$

$m(мела) = 1000 \text{ г}$
$\omega(примесей) = 0.15$

Найти:

$V(CO_2)$ (н. у.) - ?

Решение:

1. Мел - это природный минерал, основной компонент которого карбонат кальция ($CaCO_3$). При прокаливании (термическом разложении) карбоната кальция образуются оксид кальция ($CaO$) и оксид углерода(IV) ($CO_2$). Запишем уравнение реакции:

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

2. В реакцию вступает только чистый карбонат кальция, примеси в реакции не участвуют. Сначала найдем массовую долю чистого $CaCO_3$ в образце мела:

$\omega(CaCO_3) = 100\% - \omega(примесей) = 100\% - 15\% = 85\%$ или $0.85$.

3. Теперь вычислим массу чистого карбоната кальция, содержащегося в 1 кг мела:

$m(CaCO_3) = m(мела) \cdot \omega(CaCO_3) = 1000 \text{ г} \cdot 0.85 = 850 \text{ г}$.

4. Для дальнейших расчетов найдем количество вещества ($n$) карбоната кальция. Для этого сначала вычислим его молярную массу ($M$):

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

Теперь найдем количество вещества:

$n(CaCO_3) = \frac{m(CaCO_3)}{M(CaCO_3)} = \frac{850 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 8.5 \text{ моль}$.

5. Согласно уравнению реакции, из 1 моль $CaCO_3$ образуется 1 моль $CO_2$. Следовательно, количество вещества выделившегося оксида углерода(IV) равно количеству вещества разложившегося карбоната кальция:

$n(CO_2) = n(CaCO_3) = 8.5 \text{ моль}$.

6. Зная количество вещества газа, можно найти его объем при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем газа ($V_m$) при н. у. составляет 22,4 л/моль.

$V(CO_2) = n(CO_2) \cdot V_m = 8.5 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 190.4 \text{ л}$.

Ответ: объем выделившегося оксида углерода(IV) составляет 190,4 л.