Номер 5-67, страница 59 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

5-67. В раствор гидроксида кальция пропустили 224 мл (н.у.) углекислого газа. Вычислите массу образовавшегося карбоната кальция.

Дано:

$V(CO_2) = 224 \text{ мл (н.у.)}$

$V(CO_2) = 2.24 \cdot 10^{-4} \text{ м}^3$

Найти:

$m(CaCO_3) - ?$

Решение:

При пропускании углекислого газа ($CO_2$) через раствор гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$), также известного как известковая вода, происходит химическая реакция с образованием нерастворимого осадка карбоната кальция ($CaCO_3$) и воды ($H_2O$). Уравнение этой реакции выглядит следующим образом:

$Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O$

Для нахождения массы образовавшегося карбоната кальция сначала необходимо вычислить количество вещества (число молей) прореагировавшего углекислого газа. По условию, объем газа дан при нормальных условиях (н.у.), что означает, что молярный объем любого газа $V_m$ равен $22.4 \text{ л/моль}$.

Переведем заданный объем углекислого газа из миллилитров в литры, так как молярный объем выражен в л/моль:

$V(CO_2) = 224 \text{ мл} = 0.224 \text{ л}$

Теперь, используя формулу $n = V / V_m$, найдем количество вещества $CO_2$:

$n(CO_2) = \frac{V(CO_2)}{V_m} = \frac{0.224 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.01 \text{ моль}$

Согласно уравнению реакции, стехиометрическое соотношение между углекислым газом и карбонатом кальция составляет 1:1. Это значит, что из одного моля $CO_2$ образуется один моль $CaCO_3$. Следовательно, количество вещества образовавшегося карбоната кальция равно количеству вещества углекислого газа:

$n(CaCO_3) = n(CO_2) = 0.01 \text{ моль}$

Далее, рассчитаем молярную массу карбоната кальция ($M(CaCO_3)$), используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы: $Ar(Ca) = 40$, $Ar(C) = 12$, $Ar(O) = 16$.

$M(CaCO_3) = Ar(Ca) + Ar(C) + 3 \cdot Ar(O) = 40 + 12 + 3 \cdot 16 = 100 \text{ г/моль}$

Наконец, зная количество вещества и молярную массу карбоната кальция, мы можем вычислить его массу ($m$) по формуле $m = n \cdot M$:

$m(CaCO_3) = n(CaCO_3) \cdot M(CaCO_3) = 0.01 \text{ моль} \cdot 100 \text{ г/моль} = 1 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося карбоната кальция равна 1 г.