Номер 5, страница 253 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

5. Вычислите объём углекислого газа (н. у.), который образуется при обжиге известняка массой 500 г, содержащего 20% примесей. Вычислите количество вещества оксида кальция, образующегося при этом.

Дано:

$m(\text{известняка}) = 500 \, \text{г}$

$\omega(\text{примесей}) = 20\% = 0.2$

В системе СИ:

$m(\text{известняка}) = 0.5 \, \text{кг}$

Найти:

$V(CO_2)$ (н. у.) - ?

$n(CaO)$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции термического разложения известняка (карбоната кальция $CaCO_3$):

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

2. Известняк содержит 20% примесей, которые не участвуют в реакции. Найдем массовую долю чистого карбоната кальция в образце:

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

3. Вычислим массу чистого карбоната кальция, который подвергается обжигу:

$m(CaCO_3) = m(\text{известняка}) \times \omega(CaCO_3) = 500 \, \text{г} \times 0.8 = 400 \, \text{г}$

4. Найдем молярную массу карбоната кальция:

$M(CaCO_3) = M(Ca) + M(C) + 3 \times M(O) = 40.08 + 12.01 + 3 \times 16.00 \approx 100 \, \text{г/моль}$

5. Рассчитаем количество вещества (число моль) карбоната кальция:

$n(CaCO_3) = \frac{m(CaCO_3)}{M(CaCO_3)} = \frac{400 \, \text{г}}{100 \, \text{г/моль}} = 4 \, \text{моль}$

6. По уравнению реакции, стехиометрические коэффициенты перед $CaCO_3$, $CaO$ и $CO_2$ равны 1. Это означает, что из 1 моль карбоната кальция образуется 1 моль оксида кальция и 1 моль углекислого газа. Таким образом, их количества веществ равны:

$n(CaO) = n(CO_2) = n(CaCO_3) = 4 \, \text{моль}$

7. Теперь, зная количество вещества углекислого газа, мы можем найти его объём при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем любого газа при н. у. ($V_m$) составляет 22.4 л/моль.

$V(CO_2) = n(CO_2) \times V_m = 4 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 89.6 \, \text{л}$

Количество вещества оксида кальция, как мы уже определили в пункте 6, составляет 4 моль.

Ответ: объём выделившегося углекислого газа равен 89,6 л; количество вещества образовавшегося оксида кальция равно 4 моль.