Страница 124 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

3. Запишите тривиальные названия веществ и назовите процесс.

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

Процесс:

Решение
В задании представлена химическая реакция взаимодействия оксида кальция с водой:
$CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$

Необходимо указать тривиальные (исторически сложившиеся, бытовые) названия для каждого вещества и определить, как называется сам процесс.

Тривиальные названия веществ
- $CaO$ (оксид кальция): Тривиальное название – негашёная известь. Также иногда используется название "кипелка".
- $H_2O$ (оксид водорода): Общепринятое название – вода.
- $Ca(OH)_2$ (гидроксид кальция): Тривиальное название – гашёная известь. Также известна как "пушонка".

Процесс
Процесс взаимодействия негашёной извести с водой называется гашением извести. Это экзотермическая реакция (протекает с выделением тепла), в результате которой твёрдый оксид кальция превращается в рыхлый порошок гидроксида кальция (пушонку).

Ответ:
Тривиальные названия веществ: $CaO$ – негашёная известь, $H_2O$ – вода, $Ca(OH)_2$ – гашёная известь.
Процесс: гашение извести.

4. Запишите, что представляет собой:

1) известковая вода

2) известковое молоко

3) «пушонка»

Формула этих соединений $Ca(OH)_2$.

1) известковая вода
Это насыщенный водный раствор гидроксида кальция, химическая формула которого $Ca(OH)_2$. Представляет собой прозрачную бесцветную жидкость со щелочной реакцией. Широко известна как качественный реактив на углекислый газ: при его пропускании через известковую воду она мутнеет из-за выпадения в осадок нерастворимого карбоната кальция ($CaCO_3$).
Ответ: Насыщенный водный раствор гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$).

2) известковое молоко
Это суспензия (взвесь) гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$) в воде. В отличие от известковой воды, это мутная жидкость белого цвета, так как содержит избыток твёрдых частиц гидроксида кальция, которые не растворились в воде. Используется в строительстве для побелки, а также в сахарной промышленности для очистки сока.
Ответ: Суспензия (взвесь) гидроксида кальция в воде.

3) «пушонка»
Это техническое название гашёной извести — гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$) в виде рыхлого белого порошка. Название происходит от процесса гашения негашёной извести (оксида кальция, $CaO$) водой: $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$. Реакция сопровождается выделением тепла и увеличением объёма, в результате чего образуется «пушистый» порошок.
Ответ: Порошок гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$), также известный как гашёная известь.

Все перечисленные выше вещества являются формами одного и того же соединения — гидроксида кальция. Его химическая формула составляется исходя из валентностей: кальций ($Ca$) — двухвалентный металл, а гидроксогруппа ($OH$) — одновалентна.
Формула этих соединений: $Ca(OH)_2$.
Ответ: $Ca(OH)_2$.

5. Заполните таблицу.

Применение карбоната кальция

Разновидность $CaCO_3$ | Области применения

Мел |

Мрамор |

Известняк | $CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2\uparrow$, $X \leftarrow X + CO_2$

Мел

Мел является мягкой, белой, рассыпчатой разновидностью известняка, состоящей из карбоната кальция ($CaCO_3$). Его применение очень разнообразно. В быту и строительстве он используется для побелки стен и потолков. В образовательных учреждениях из него делают школьные мелки для письма на досках. В промышленности мел служит важным наполнителем при производстве бумаги, резины, пластмасс и лакокрасочных материалов, что позволяет улучшить их свойства и снизить стоимость. В сельском хозяйстве его вносят в почву для известкования (снижения кислотности) и повышения плодородия. Кроме того, очищенный мел зарегистрирован как пищевая добавка E170 (белый краситель) и используется в фармацевтике и косметологии, например, в составе зубных паст.

Ответ: Побелка стен, производство школьных мелков, наполнитель в производстве бумаги, резины и красок, известкование почв, пищевая добавка Е170, компонент зубных паст.

Мрамор

Мрамор — это кристаллическая горная порода, образовавшаяся в результате перекристаллизации известняка или доломита. Главный компонент — кальцит ($CaCO_3$). Благодаря своей прочности, долговечности и красивому внешнему виду, мрамор является ценным материалом в строительстве и искусстве. Его используют как облицовочный камень для отделки фасадов и интерьеров зданий, для изготовления полов, лестниц, колонн. В искусстве мрамор является классическим материалом для создания скульптур и памятников. В декоративно-прикладном искусстве из него делают столешницы, камины, вазы и другие элементы декора. Мраморная крошка применяется в производстве белого цемента, в качестве наполнителя для бетона и в ландшафтном дизайне.

Ответ: Облицовка зданий, создание скульптур и памятников, изготовление декоративных изделий (столешницы, камины), сырье для получения мраморной крошки.

Известняк

Известняк — осадочная горная порода, состоящая преимущественно из карбоната кальция ($CaCO_3$), одно из важнейших полезных ископаемых. Его главное применение — строительство. Путем обжига известняка получают негашеную известь ($CaO$) — ключевой компонент для производства строительных растворов и силикатного кирпича. Известняк является основным сырьем для производства портландцемента. В металлургии его используют в качестве флюса в доменных печах для связывания и удаления примесей из железной руды при выплавке чугуна. В химической промышленности известняк служит сырьем для получения соды, карбида кальция и хлорной извести. Также он применяется в стекольной промышленности, в сельском хозяйстве для нейтрализации кислых почв и в сахарной промышленности для очистки свекловичного сока.

Ответ: Производство извести и цемента, флюс в металлургии, сырье в химической промышленности (для производства соды), известкование почв, очистка сахара, производство стекла.

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.