Номер 5-62, страница 59 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-62. При взаимодействии кальция ($Ca$) с водой ($H_2O$) образовалось 37 г гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$). Вычислите массы исходных веществ, необходимые для получения данного количества продукта реакции.

Дано:

$m(Ca(OH)_2) = 37 \text{ г}$

Перевод в систему СИ:
$m(Ca(OH)_2) = 0.037 \text{ кг}$

Найти:

$m(Ca) - ?$

$m(H_2O) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия кальция с водой. В результате реакции образуется гидроксид кальция и выделяется водород:

$Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow$

2. Для дальнейших расчетов вычислим молярные массы веществ, используя значения относительных атомных масс из периодической системы химических элементов:

• Молярная масса гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$):
  $M(Ca(OH)_2) = Ar(Ca) + 2 \times (Ar(O) + Ar(H)) = 40 + 2 \times (16 + 1) = 74 \text{ г/моль}$
• Молярная масса кальция ($Ca$):
  $M(Ca) = 40 \text{ г/моль}$
• Молярная масса воды ($H_2O$):
  $M(H_2O) = 2 \times Ar(H) + Ar(O) = 2 \times 1 + 16 = 18 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (число молей) образовавшегося гидроксида кальция, зная его массу, по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(Ca(OH)_2) = \frac{m(Ca(OH)_2)}{M(Ca(OH)_2)} = \frac{37 \text{ г}}{74 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции определим количество вещества исходных реагентов. Стехиометрические коэффициенты показывают, что для образования 1 моль $Ca(OH)_2$ требуется 1 моль $Ca$ и 2 моль $H_2O$. Таким образом, соотношение количеств веществ следующее:

$n(Ca) : n(H_2O) : n(Ca(OH)_2) = 1 : 2 : 1$

Отсюда находим количество вещества кальция и воды:

$n(Ca) = n(Ca(OH)_2) = 0.5 \text{ моль}$

$n(H_2O) = 2 \times n(Ca(OH)_2) = 2 \times 0.5 \text{ моль} = 1 \text{ моль}$

5. Зная количество вещества реагентов, вычислим их массы по формуле $m = n \times M$:

Масса кальция:

$m(Ca) = n(Ca) \times M(Ca) = 0.5 \text{ моль} \times 40 \text{ г/моль} = 20 \text{ г}$

Масса воды:

$m(H_2O) = n(H_2O) \times M(H_2O) = 1 \text{ моль} \times 18 \text{ г/моль} = 18 \text{ г}$

Ответ: для получения 37 г гидроксида кальция необходимо взять 20 г кальция и 18 г воды.