Номер 14, страница 182 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

14. При взаимодействии 22,4 г оксида кальция с водой получено 26,6 г гидроксида кальция. Определите выход продукта реакции в процентах от теоретически возможного.

Дано:

$m(\text{CaO}) = 22,4 \text{ г}$

$m_{\text{практ.}}(\text{Ca(OH)}_2) = 26,6 \text{ г}$

Найти:

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

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия оксида кальция с водой. В результате реакции образуется гидроксид кальция (гашеная известь):

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

Уравнение сбалансировано, стехиометрическое соотношение между оксидом кальция и гидроксидом кальция составляет 1:1.

2. Рассчитаем молярные массы реагента (оксида кальция, $\text{CaO}$) и продукта (гидроксида кальция, $\text{Ca(OH)}_2$). Используем относительные атомные массы элементов: $A_r(\text{Ca}) = 40$, $A_r(\text{O}) = 16$, $A_r(\text{H}) = 1$.

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

$M(\text{Ca(OH)}_2) = 40 + 2 \cdot (16 + 1) = 40 + 34 = 74 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества оксида кальция, вступившего в реакцию, по формуле $n = m/M$:

$n(\text{CaO}) = \frac{m(\text{CaO})}{M(\text{CaO})} = \frac{22,4 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} = 0,4 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, из 1 моль $\text{CaO}$ теоретически образуется 1 моль $\text{Ca(OH)}_2$. Следовательно, теоретическое количество вещества гидроксида кальция равно количеству вещества оксида кальция:

$n_{\text{теор.}}(\text{Ca(OH)}_2) = n(\text{CaO}) = 0,4 \text{ моль}$

5. Вычислим теоретически возможную массу гидроксида кальция ($m_{\text{теор.}}$), которая могла бы получиться из 0,4 моль $\text{CaO}$:

$m_{\text{теор.}}(\text{Ca(OH)}_2) = n_{\text{теор.}}(\text{Ca(OH)}_2) \cdot M(\text{Ca(OH)}_2) = 0,4 \text{ моль} \cdot 74 \text{ г/моль} = 29,6 \text{ г}$

6. Выход продукта реакции ($\eta$) — это отношение массы продукта, полученной практически ($m_{\text{практ.}}$), к массе, которая должна была получиться теоретически ($m_{\text{теор.}}$), выраженное в процентах.

$\eta = \frac{m_{\text{практ.}}}{m_{\text{теор.}}} \cdot 100\%$

$\eta(\text{Ca(OH)}_2) = \frac{26,6 \text{ г}}{29,6 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 0,8986 \cdot 100\% \approx 89,9\%$

Ответ: выход продукта реакции составляет 89,9%.