Номер 5, страница 34 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

5. Определите массу оксида кальция и объём оксида углерода(IV) (н. у.), которые образуются при прокаливании 1000 г карбоната кальция.

Дано:

$m(CaCO_3) = 1000 \text{ г}$

В системе СИ: $m(CaCO_3) = 1 \text{ кг}$

Найти:

$m(CaO) - ?$

$V(CO_2) \text{ (н. у.)} - ?$

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции прокаливания (термического разложения) карбоната кальция. При нагревании карбонат кальция разлагается на оксид кальция и оксид углерода(IV):

$CaCO_3 \xrightarrow{t^\circ} CaO + CO_2\uparrow$

Уравнение сбалансировано. Согласно стехиометрическим коэффициентам, из 1 моль карбоната кальция образуется 1 моль оксида кальция и 1 моль оксида углерода(IV). Соотношение количеств веществ:

$n(CaCO_3) : n(CaO) : n(CO_2) = 1 : 1 : 1$

2. Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в реакции. Для этого воспользуемся периодической системой химических элементов, округлив относительные атомные массы: $Ar(Ca)=40$, $Ar(C)=12$, $Ar(O)=16$.

Молярная масса карбоната кальция ($CaCO_3$):

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

Молярная масса оксида кальция ($CaO$):

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

3. Найдем количество вещества (число моль) карбоната кальция в 1000 г:

$n(CaCO_3) = \frac{m(CaCO_3)}{M(CaCO_3)} = \frac{1000 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 10 \text{ моль}$

4. Исходя из стехиометрического соотношения 1:1:1, количество вещества образовавшихся продуктов будет равно количеству вещества исходного реагента:

$n(CaO) = n(CaCO_3) = 10 \text{ моль}$

$n(CO_2) = n(CaCO_3) = 10 \text{ моль}$

5. Рассчитаем массу оксида кальция, который образовался в результате реакции:

$m(CaO) = n(CaO) \cdot M(CaO) = 10 \text{ моль} \cdot 56 \text{ г/моль} = 560 \text{ г}$

6. Рассчитаем объем выделившегося оксида углерода(IV) при нормальных условиях (н. у.). При нормальных условиях молярный объем любого газа ($V_m$) принимается равным 22,4 л/моль.

$V(CO_2) = n(CO_2) \cdot V_m = 10 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 224 \text{ л}$

Ответ: масса оксида кальция равна 560 г, объём оксида углерода(IV) при нормальных условиях равен 224 л.