Номер 13, страница 79 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

13. Известняк массой 25 г, содержащий 20 % примесей, опустили в раствор соляной кислоты. Определите объём выделившегося углекислого газа (н. у.).

Дано:

Масса известняка, $m_{известняка} = 25$ г

Массовая доля примесей, $\omega_{примесей} = 20 \% = 0,2$

Условия: нормальные (н. у.)

Найти:

Объём углекислого газа, $V(CO_2)$ - ?

Решение:

1. Основным компонентом известняка является карбонат кальция ($CaCO_3$), который реагирует с соляной кислотой ($HCl$). Примеси в реакции не участвуют. Запишем уравнение химической реакции:

$CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$

2. Сначала определим массовую долю чистого карбоната кальция в образце известняка:

$\omega(CaCO_3) = 100\% - \omega_{примесей} = 100\% - 20\% = 80\%$, или 0,8.

3. Теперь рассчитаем массу чистого карбоната кальция, который вступит в реакцию:

$m(CaCO_3) = m_{известняка} \cdot \omega(CaCO_3) = 25 \text{ г} \cdot 0,8 = 20 \text{ г}$

4. Вычислим молярную массу карбоната кальция ($CaCO_3$):

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

5. Найдем количество вещества (число молей) прореагировавшего карбоната кальция:

$n(CaCO_3) = \frac{m(CaCO_3)}{M(CaCO_3)} = \frac{20 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

6. Согласно уравнению реакции, из 1 моль $CaCO_3$ образуется 1 моль $CO_2$. Таким образом, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$n(CO_2) = n(CaCO_3) = 0,2 \text{ моль}$

7. Объем газа при нормальных условиях (н. у.) можно найти, зная его количество вещества и молярный объем газов при н. у. ($V_m = 22,4$ л/моль):

$V(CO_2) = n(CO_2) \cdot V_m = 0,2 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 4,48 \text{ л}$

Ответ: объём выделившегося углекислого газа составляет 4,48 л.