Номер 2.51, страница 51, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

2.51. Количество вещества оксида кальция, который можно получить из 500 г известняка с массовой долей примесей 20%, равно

1) 2,5 моль

2) 3,5 моль

3) 4 моль

4) 5 моль

Дано:

Масса известняка $m_{изв.} = 500 \text{ г}$
Массовая доля примесей $\omega_{прим.} = 20\% = 0.2$

Найти:

Количество вещества оксида кальция $n(\text{CaO})$

Решение:

1. Известняк — это природный материал, основной составляющей которого является карбонат кальция ($\text{CaCO}_3$). Примеси, содержащиеся в известняке, в реакции образования оксида кальция не участвуют. Сначала определим массовую долю чистого карбоната кальция в образце:
$\omega(\text{CaCO}_3) = 100\% - \omega_{прим.} = 100\% - 20\% = 80\% \text{ или } 0.8$

2. Теперь рассчитаем массу чистого карбоната кальция, которая содержится в 500 г известняка:
$m(\text{CaCO}_3) = m_{изв.} \cdot \omega(\text{CaCO}_3) = 500 \text{ г} \cdot 0.8 = 400 \text{ г}$

3. Оксид кальция получают путем термического разложения карбоната кальция (обжиг известняка). Запишем уравнение химической реакции:
$\text{CaCO}_3 \xrightarrow{t^\circ} \text{CaO} + \text{CO}_2$
Согласно уравнению реакции, из 1 моль карбоната кальция образуется 1 моль оксида кальция. Это означает, что их количества вещества равны:
$n(\text{CaCO}_3) = n(\text{CaO})$

4. Чтобы найти количество вещества оксида кальция, нужно рассчитать количество вещества карбоната кальция, вступившего в реакцию. Для этого сначала определим молярную массу карбоната кальция ($\text{CaCO}_3$), используя периодическую таблицу химических элементов:
$M(\text{CaCO}_3) = M(\text{Ca}) + M(\text{C}) + 3 \cdot M(\text{O}) \approx 40 \text{ г/моль} + 12 \text{ г/моль} + 3 \cdot 16 \text{ г/моль} = 100 \text{ г/моль}$

5. Теперь вычислим количество вещества карбоната кальция по формуле $n = m/M$:
$n(\text{CaCO}_3) = \frac{m(\text{CaCO}_3)}{M(\text{CaCO}_3)} = \frac{400 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 4 \text{ моль}$

6. Поскольку, как мы установили из уравнения реакции, $n(\text{CaCO}_3) = n(\text{CaO})$, то количество вещества оксида кальция, который можно получить, также составляет 4 моль.
$n(\text{CaO}) = 4 \text{ моль}$

Это значение соответствует варианту ответа под номером 3.

Ответ: 4 моль.