Номер 6, страница 124 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

6. При обжиге 2,5 т известняка было получено 1,12 т оксида кальция. Определите массовую долю примесей в известняке и объём выделившегося углекислого газа.

Дано:

Решение:

Ответ:

Дано:

$m(\text{известняка}) = 2,5 \text{ т}$

$m(\text{CaO}) = 1,12 \text{ т}$

Перевод в систему СИ:

$m(\text{известняка}) = 2,5 \text{ т} = 2500 \text{ кг}$

$m(\text{CaO}) = 1,12 \text{ т} = 1120 \text{ кг}$

Найти:

$\omega(\text{примесей}) - ?$

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

Решение:

1. Запишем уравнение реакции термического разложения известняка. Основным компонентом известняка является карбонат кальция ($CaCO_3$). Примеси в реакции не участвуют.

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

2. Рассчитаем молярные массы веществ, используя периодическую таблицу химических элементов. Для удобства расчетов будем использовать единицы кг/кмоль.

$M(CaO) = 40 + 16 = 56 \text{ кг/кмоль}$

$M(CaCO_3) = 40 + 12 + 3 \cdot 16 = 100 \text{ кг/кмоль}$

$M(CO_2) = 12 + 2 \cdot 16 = 44 \text{ кг/кмоль}$

3. Найдем количество вещества (в киломолях) полученного оксида кальция ($CaO$). Это позволит нам определить, сколько чистого карбоната кальция вступило в реакцию.

$n(CaO) = \frac{m(CaO)}{M(CaO)} = \frac{1120 \text{ кг}}{56 \text{ кг/кмоль}} = 20 \text{ кмоль}$

4. По уравнению реакции, соотношение количеств веществ $CaCO_3$, $CaO$ и $CO_2$ составляет 1:1:1. Следовательно:

$n(CaCO_3)_{\text{прореаг.}} = n(CaO)_{\text{получ.}} = n(CO_2)_{\text{выдел.}} = 20 \text{ кмоль}$

5. Рассчитаем массу чистого карбоната кальция, который прореагировал:

$m(CaCO_3) = n(CaCO_3) \cdot M(CaCO_3) = 20 \text{ кмоль} \cdot 100 \text{ кг/кмоль} = 2000 \text{ кг}$

6. Теперь мы можем найти массу примесей, вычитая массу чистого $CaCO_3$ из общей массы известняка:

$m(\text{примесей}) = m(\text{известняка}) - m(CaCO_3) = 2500 \text{ кг} - 2000 \text{ кг} = 500 \text{ кг}$

7. Определим массовую долю примесей в известняке по формуле:

$\omega(\text{примесей}) = \frac{m(\text{примесей})}{m(\text{известняка})} \cdot 100\% = \frac{500 \text{ кг}}{2500 \text{ кг}} \cdot 100\% = 0,2 \cdot 100\% = 20\%$

8. Рассчитаем объём выделившегося углекислого газа ($CO_2$) при нормальных условиях (н.у.). Молярный объём газа при н.у. ($V_m$) равен 22,4 м³/кмоль.

$V(CO_2) = n(CO_2) \cdot V_m = 20 \text{ кмоль} \cdot 22,4 \frac{\text{м}^3}{\text{кмоль}} = 448 \text{ м}^3$

Ответ: массовая доля примесей в известняке составляет 20%, объём выделившегося углекислого газа – 448 м³.