Номер 2, страница 171 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

Дано:

$m_{образца}(CaCO_3) = 250 \text{ кг}$

$\omega(\text{примесей}) = 20\%$

$m(CaO) - ?$

$V_{\text{н.у.}}(CO_2) - ?$

1. Сначала определим массу чистого карбоната кальция, который участвует в реакции. Массовая доля примесей в образце составляет 20%, следовательно, массовая доля чистого карбоната кальция ($CaCO_3$) равна:

$\omega(CaCO_3) = 100\% - \omega(\text{примесей}) = 100\% - 20\% = 80\% = 0.8$

2. Теперь найдем массу чистого $CaCO_3$, которая подвергается разложению:

$m(CaCO_3) = m_{образца} \times \omega(CaCO_3) = 250 \text{ кг} \times 0.8 = 200 \text{ кг}$

3. Запишем уравнение химической реакции термического разложения карбоната кальция:

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

4. Рассчитаем молярные массы веществ, используя округленные значения атомных масс ($Ar(Ca)=40$, $Ar(C)=12$, $Ar(O)=16$). Так как масса дана в килограммах, для удобства будем вести расчеты в киломолях (кмоль) и килограммах на киломоль (кг/кмоль).

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

$M(CaO) = 40 + 16 = 56 \text{ г/моль} = 56 \text{ кг/кмоль}$

5. Найдем количество вещества (в киломолях) чистого карбоната кальция:

$n(CaCO_3) = \frac{m(CaCO_3)}{M(CaCO_3)} = \frac{200 \text{ кг}}{100 \text{ кг/кмоль}} = 2 \text{ кмоль}$

6. Согласно уравнению реакции, стехиометрические коэффициенты перед $CaCO_3$, $CaO$ и $CO_2$ равны 1. Это означает, что их количества вещества соотносятся как 1:1:1.

$n(CaCO_3) : n(CaO) : n(CO_2) = 1 : 1 : 1$

Следовательно, количество вещества образовавшихся продуктов будет равно количеству вещества разложившегося карбоната кальция:

$n(CaO) = n(CO_2) = n(CaCO_3) = 2 \text{ кмоль}$

Какая масса оксида кальция получится при разложении 250 кг карбоната кальция, содержащего 20% примесей?

Зная количество вещества оксида кальция ($CaO$), мы можем рассчитать его массу:

$m(CaO) = n(CaO) \times M(CaO) = 2 \text{ кмоль} \times 56 \text{ кг/кмоль} = 112 \text{ кг}$

Ответ: масса получившегося оксида кальция составляет 112 кг.

Какой объём (н. у.) оксида углерода (IV) при этом выделится?

Объём выделившегося оксида углерода (IV) ($CO_2$) при нормальных условиях (н. у.) можно найти, используя молярный объём газа, который при н. у. составляет $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$ или $22.4 \text{ м³/кмоль}$.

$V(CO_2) = n(CO_2) \times V_m = 2 \text{ кмоль} \times 22.4 \frac{\text{м³}}{\text{кмоль}} = 44.8 \text{ м³}$

Ответ: при этом выделится 44,8 м³ оксида углерода (IV).