Номер 3.48, страница 59, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

3.48. Вычислите объем углекислого газа (н. у.), выделившегося при взаимодействии карбоната кальция с 200 г раствора уксусной кислоты (массовая доля уксусной кислоты 10%).

Дано

$m_{р-ра}(CH_3COOH) = 200 \text{ г} = 0.2 \text{ кг}$

$w(CH_3COOH) = 10\% = 0.1$

Найти:

$V(CO_2)$ - ?

Решение

1. Запишем уравнение химической реакции взаимодействия карбоната кальция с уксусной кислотой. В результате реакции образуются ацетат кальция, вода и углекислый газ:

$CaCO_3 + 2CH_3COOH \rightarrow (CH_3COO)_2Ca + H_2O + CO_2 \uparrow$

2. Рассчитаем массу чистой уксусной кислоты, содержащейся в 200 г 10%-го раствора. Для этого используем формулу массовой доли вещества в растворе:

$m(CH_3COOH) = m_{р-ра}(CH_3COOH) \times w(CH_3COOH)$

$m(CH_3COOH) = 200 \text{ г} \times 0.1 = 20 \text{ г}$

3. Вычислим молярную массу уксусной кислоты ($CH_3COOH$):

$M(CH_3COOH) = 2 \times A_r(C) + 4 \times A_r(H) + 2 \times A_r(O) = 2 \times 12 + 4 \times 1 + 2 \times 16 = 60 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества (число молей) уксусной кислоты, вступившей в реакцию:

$n(CH_3COOH) = \frac{m(CH_3COOH)}{M(CH_3COOH)} = \frac{20 \text{ г}}{60 \text{ г/моль}} = \frac{1}{3} \text{ моль} \approx 0.333 \text{ моль}$

5. Согласно уравнению реакции, из 2 моль уксусной кислоты образуется 1 моль углекислого газа. Найдем количество вещества выделившегося $CO_2$:

$n(CO_2) = \frac{1}{2} n(CH_3COOH) = \frac{1}{2} \times \frac{1}{3} \text{ моль} = \frac{1}{6} \text{ моль} \approx 0.167 \text{ моль}$

6. Вычислим объем углекислого газа при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем газа при н. у. ($V_m$) составляет 22,4 л/моль.

$V(CO_2) = n(CO_2) \times V_m$

$V(CO_2) = \frac{1}{6} \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} \approx 3.73 \text{ л}$

Ответ: объем выделившегося углекислого газа составляет 3,73 л.