Номер B, страница 112 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

B

1. Рассчитайте объем (н.у.) оксида углерода (IV), необходимый для получения 19,7 г карбоната бария посредством пропускания $CO_2$ через раствор гидроксида бария.

Ответ: 2,24 л $CO_2$.

2. Человек в состоянии покоя выделяет в минуту 0,19 л $CO_2$ (н.у.). Сколько гидроксида кальция требуется для полного поглощения $CO_2$, выдыхаемого за 8 часов сна?

Ответ: 301,3 г $Ca(OH)_2$.

3. Для получения известковой воды ($Ca(OH)_2$) к 1 кг негашеной извести добавлено 2 л воды. Рассчитайте, во сколько раз это количество воды превышает количество воды, требуемое по уравнению реакции.

Ответ: в 6,22 раза.

1. Рассчитайте объем (н.у.) оксида углерода (IV), необходимый для получения 19,7 г карбоната бария посредством пропускания СО₂ через раствор гидроксида бария.

Дано:

$m(\text{BaCO}_3) = 19,7 \text{ г}$

Условия: нормальные (н.у.)

Найти:

$V(\text{CO}_2) - ?$

Решение:

Составим уравнение химической реакции между оксидом углерода(IV) и гидроксидом бария:

$\text{CO}_2 + \text{Ba(OH)}_2 \rightarrow \text{BaCO}_3\downarrow + \text{H}_2\text{O}$

Найдем молярную массу карбоната бария ($\text{BaCO}_3$):

$M(\text{BaCO}_3) = 137 + 12 + 3 \cdot 16 = 197 \text{ г/моль}$

Рассчитаем количество вещества ($\text{n}$) карбоната бария, масса которого составляет 19,7 г:

$n(\text{BaCO}_3) = \frac{m(\text{BaCO}_3)}{M(\text{BaCO}_3)} = \frac{19,7 \text{ г}}{197 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

Согласно уравнению реакции, для образования 1 моль $\text{BaCO}_3$ требуется 1 моль $\text{CO}_2$. Следовательно, их количества веществ равны:

$n(\text{CO}_2) = n(\text{BaCO}_3) = 0,1 \text{ моль}$

Зная количество вещества $\text{CO}_2$, найдем его объем при нормальных условиях (н.у.), где молярный объем газа ($V_m$) равен 22,4 л/моль:

$V(\text{CO}_2) = n(\text{CO}_2) \cdot V_m = 0,1 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 2,24 \text{ л}$

Ответ: 2,24 л $\text{CO}_2$.

2. Человек в состоянии покоя выделяет в минуту 0,19 л СО₂ (н.у.). Сколько гидроксида кальция требуется для полного поглощения СО₂, выдыхаемого за 8 часов сна?

Дано:

Скорость выделения $\text{CO}_2 = 0,19 \text{ л/мин}$

Время $t = 8 \text{ часов}$

Условия: нормальные (н.у.)

Переведем время в минуты:

$t = 8 \text{ ч} \cdot 60 \text{ мин/ч} = 480 \text{ мин}$

Найти:

$m(\text{Ca(OH)}_2) - ?$

Решение:

Сначала найдем общий объем $\text{CO}_2$, выдыхаемого за 8 часов сна:

$V(\text{CO}_2) = 0,19 \text{ л/мин} \cdot 480 \text{ мин} = 91,2 \text{ л}$

Теперь рассчитаем количество вещества $\text{CO}_2$, используя молярный объем газа при н.у. ($V_m = 22,4 \text{ л/моль}$):

$n(\text{CO}_2) = \frac{V(\text{CO}_2)}{V_m} = \frac{91,2 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 4,0714 \text{ моль}$

Составим уравнение реакции поглощения оксида углерода гидроксидом кальция:

$\text{CO}_2 + \text{Ca(OH)}_2 \rightarrow \text{CaCO}_3\downarrow + \text{H}_2\text{O}$

Из уравнения видно, что 1 моль $\text{CO}_2$ реагирует с 1 моль $\text{Ca(OH)}_2$. Значит, количество вещества гидроксида кальция равно количеству вещества оксида углерода:

$n(\text{Ca(OH)}_2) = n(\text{CO}_2) \approx 4,0714 \text{ моль}$

Найдем молярную массу гидроксида кальция $\text{Ca(OH)}_2$:

$M(\text{Ca(OH)}_2) = 40 + 2 \cdot (16 + 1) = 74 \text{ г/моль}$

Наконец, рассчитаем массу гидроксида кальция, необходимую для поглощения всего $\text{CO}_2$:

$m(\text{Ca(OH)}_2) = n(\text{Ca(OH)}_2) \cdot M(\text{Ca(OH)}_2) \approx 4,0714 \text{ моль} \cdot 74 \text{ г/моль} \approx 301,28 \text{ г}$

Округляя до десятых, получаем 301,3 г.

Ответ: 301,3 г $\text{Ca(OH)}_2$.

3. Для получения известковой воды (Ca(OH)₂) к 1 кг негашеной извести добавлено 2 л воды. Рассчитайте, во сколько раз это количество воды превышает количество воды, требуемое по уравнению реакции.

Дано:

$m(\text{CaO}) = 1 \text{ кг}$

$V_{доб}(\text{H}_2\text{O}) = 2 \text{ л}$

Переведем данные в граммы (учитывая, что плотность воды $\rho \approx 1 \text{ кг/л} = 1000 \text{ г/л}$):

$m(\text{CaO}) = 1000 \text{ г}$

$m_{доб}(\text{H}_2\text{O}) = 2 \text{ л} \cdot 1000 \text{ г/л} = 2000 \text{ г}$

Найти:

Отношение $\frac{m_{доб}(\text{H}_2\text{O})}{m_{теор}(\text{H}_2\text{O})} - ?$

Решение:

Уравнение реакции гашения извести (взаимодействие оксида кальция с водой):

$\text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2$

Рассчитаем молярные массы реагентов:

$M(\text{CaO}) = 40 + 16 = 56 \text{ г/моль}$

$M(\text{H}_2\text{O}) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \text{ г/моль}$

Найдем количество вещества негашеной извести ($\text{CaO}$):

$n(\text{CaO}) = \frac{m(\text{CaO})}{M(\text{CaO})} = \frac{1000 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} \approx 17,857 \text{ моль}$

По уравнению реакции, на 1 моль $\text{CaO}$ требуется 1 моль $\text{H}_2\text{O}$. Следовательно, теоретически необходимое количество вещества воды равно:

$n_{теор}(\text{H}_2\text{O}) = n(\text{CaO}) \approx 17,857 \text{ моль}$

Рассчитаем теоретически необходимую массу воды:

$m_{теор}(\text{H}_2\text{O}) = n_{теор}(\text{H}_2\text{O}) \cdot M(\text{H}_2\text{O}) \approx 17,857 \text{ моль} \cdot 18 \text{ г/моль} \approx 321,43 \text{ г}$

Теперь найдем, во сколько раз добавленное количество воды ($m_{доб} = 2000 \text{ г}$) превышает теоретически необходимое:

$\frac{m_{доб}(\text{H}_2\text{O})}{m_{теор}(\text{H}_2\text{O})} = \frac{2000 \text{ г}}{321,43 \text{ г}} \approx 6,222$

Округляя до сотых, получаем 6,22.

Ответ: в 6,22 раза.