Номер 3.50, страница 59, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

3.50. Углекислый газ длительное время пропускали через 50 г 0,1%-ного раствора гашеной извести. Определите, какое количество вещества гидрокарбоната кальция при этом образовалось.

Дано:

$m_{раствора}(Ca(OH)_2) = 50$ г

$\omega(Ca(OH)_2) = 0.1\%$

Перевод в СИ:
$m_{раствора}(Ca(OH)_2) = 50 \times 10^{-3} \text{ кг} = 0.05$ кг
$\omega(Ca(OH)_2) = 0.001$

Найти:

$n(Ca(HCO_3)_2) - ?$

Решение:

Углекислый газ ($CO_2$) пропускали через раствор гашеной извести (гидроксида кальция $Ca(OH)_2$). Условие "длительное время" означает, что углекислый газ находился в избытке. В этом случае реакция протекает в две стадии.

1. На первой стадии образуется нерастворимый карбонат кальция, что вызывает помутнение раствора:
$Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O$

2. На второй стадии, при дальнейшем пропускании избытка $CO_2$, образовавшийся осадок карбоната кальция реагирует с ним и водой, превращаясь в растворимый гидрокарбонат кальция $Ca(HCO_3)_2$. Осадок при этом растворяется.
$CaCO_3 + H_2O + CO_2 \rightarrow Ca(HCO_3)_2$

Суммарное уравнение всего процесса можно получить, сложив эти две реакции. Оно показывает, что весь гидроксид кальция в итоге превращается в гидрокарбонат кальция:
$Ca(OH)_2 + 2CO_2 \rightarrow Ca(HCO_3)_2$

Для решения задачи найдем количество вещества гидроксида кальция, вступившего в реакцию. Сначала определим массу чистого $Ca(OH)_2$ в 50 г 0,1%-ного раствора. Массовая доля в долях: $\omega = 0.1\% / 100\% = 0.001$.
$m(Ca(OH)_2) = m_{раствора} \times \omega(Ca(OH)_2) = 50 \text{ г} \times 0.001 = 0.05$ г

Далее рассчитаем молярную массу гидроксида кальция:
$M(Ca(OH)_2) = Ar(Ca) + 2 \times (Ar(O) + Ar(H)) = 40.08 + 2 \times (16.00 + 1.008) \approx 74.1$ г/моль

Теперь найдем количество вещества (в молях) $Ca(OH)_2$:
$n(Ca(OH)_2) = \frac{m(Ca(OH)_2)}{M(Ca(OH)_2)} = \frac{0.05 \text{ г}}{74.1 \text{ г/моль}} \approx 0.000675$ моль

Согласно суммарному уравнению реакции, из 1 моль $Ca(OH)_2$ образуется 1 моль $Ca(HCO_3)_2$. Следовательно, их количества вещества равны:
$n(Ca(HCO_3)_2) = n(Ca(OH)_2)$
$n(Ca(HCO_3)_2) \approx 0.000675$ моль

Ответ: образовалось примерно $0.000675$ моль (или $0.675$ ммоль) гидрокарбоната кальция.