Номер 2-37, страница 28 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

2-37. При прокаливании 100 г карбоната кальция $\text{CaCO}_3$ образовалось 56 г оксида кальция $\text{CaO}$ и 22,4 л (н.у.) углекислого газа $\text{CO}_2$. Не противоречит ли это закону сохранения массы?

Дано:

Масса карбоната кальция: $m(CaCO_3) = 100 \text{ г}$
Масса оксида кальция: $m(CaO) = 56 \text{ г}$
Объем углекислого газа (н.у.): $V(CO_2) = 22,4 \text{ л}$

Найти:

Противоречит ли результат закону сохранения массы?

Решение:

Закон сохранения массы веществ гласит, что масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции. Чтобы проверить, выполняется ли этот закон в данном случае, необходимо сравнить массу исходного вещества (реагента) с суммарной массой продуктов реакции.

Уравнение реакции разложения карбоната кальция при прокаливании:
$CaCO_3 \xrightarrow{t} CaO + CO_2$

Масса реагента, карбоната кальция $CaCO_3$, дана в условии: $m(CaCO_3) = 100 \text{ г}$.

Продуктами реакции являются оксид кальция $CaO$ и углекислый газ $CO_2$. Масса оксида кальция также дана: $m(CaO) = 56 \text{ г}$.

Чтобы найти суммарную массу продуктов, нужно вычислить массу углекислого газа, зная его объем при нормальных условиях (н.у.). Молярный объем любого газа при н.у. составляет $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$.

1. Найдем количество вещества (моль) углекислого газа:
$\nu(CO_2) = \frac{V(CO_2)}{V_m} = \frac{22,4 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 1 \text{ моль}$

2. Рассчитаем молярную массу углекислого газа $CO_2$, используя относительные атомные массы элементов: $Ar(C) = 12$, $Ar(O) = 16$.
$M(CO_2) = Ar(C) + 2 \cdot Ar(O) = 12 + 2 \cdot 16 = 44 \text{ г/моль}$

3. Теперь найдем массу углекислого газа:
$m(CO_2) = \nu(CO_2) \cdot M(CO_2) = 1 \text{ моль} \cdot 44 \text{ г/моль} = 44 \text{ г}$

4. Сложим массы продуктов реакции, чтобы найти их общую массу:
$m(\text{продуктов}) = m(CaO) + m(CO_2) = 56 \text{ г} + 44 \text{ г} = 100 \text{ г}$

5. Сравним массу реагента с общей массой продуктов:
Масса реагента: $m(CaCO_3) = 100 \text{ г}$.
Масса продуктов: $m(\text{продуктов}) = 100 \text{ г}$.
$m(\text{реагента}) = m(\text{продуктов})$

Так как масса исходного вещества равна суммарной массе продуктов реакции, закон сохранения массы выполняется.

Ответ: Нет, это не противоречит закону сохранения массы, так как масса вступившего в реакцию вещества (100 г карбоната кальция) равна сумме масс образовавшихся продуктов (56 г оксида кальция + 44 г углекислого газа = 100 г).