Номер 28, страница 42 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

5. Теория электролитической диссоциации. Реакции ионного обмена. Упражнения и задачи для самостоятельного решения - номер 28, страница 42.

Условие.

28. При пропускании газа $A$, не имеющего цвета, вкуса и запаха, через раствор известковой воды наблюдали образование белого осадка, растворимого в растворах сильных минеральных кислот. Определите газ $A$. Какой объём этого газа (н. у.) пропустили через раствор известковой воды, если при этом образовалось 15 г осадка?

Решение.

Решение 2.

Сначала определим, что представляет собой газ А. Согласно условию, это газ без цвета, вкуса и запаха. При его пропускании через известковую воду (водный раствор гидроксида кальция $Ca(OH)_2$) образуется белый осадок. Эта качественная реакция характерна для углекислого газа (диоксида углерода, $CO_2$).

Уравнение реакции образования белого осадка, карбоната кальция ($CaCO_3$):

$CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$

В условии также указано, что осадок растворяется в сильных минеральных кислотах. Карбонат кальция, как соль слабой угольной кислоты, действительно взаимодействует с сильными кислотами, например, с соляной ($HCl$), с образованием растворимых продуктов:

$CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow$

Таким образом, газ А — это углекислый газ ($CO_2$).

Теперь рассчитаем объем этого газа, необходимый для образования 15 г осадка.

Дано:
$m(CaCO_3) = 15 \text{ г}$

Найти:
$V(CO_2)$ (н. у.)

Решение:

1. Рассчитаем молярную массу карбоната кальция ($CaCO_3$):

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

2. Найдем количество вещества (число молей) образовавшегося осадка $CaCO_3$:

$n(CaCO_3) = \frac{m(CaCO_3)}{M(CaCO_3)} = \frac{15 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 0.15 \text{ моль}$

3. Согласно уравнению реакции $CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$, стехиометрические коэффициенты перед $CO_2$ и $CaCO_3$ равны 1. Это означает, что их количества вещества соотносятся как 1:1.

$n(CO_2) = n(CaCO_3) = 0.15 \text{ моль}$

4. Зная количество вещества углекислого газа, можно найти его объём при нормальных условиях (н. у.), используя молярный объем газа $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$:

$V(CO_2) = n(CO_2) \cdot V_m = 0.15 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 3.36 \text{ л}$

Ответ: газ А — это углекислый газ ($CO_2$); для образования 15 г осадка было пропущено $3.36$ л этого газа (н. у.).