Номер 31, страница 90 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 9. Углерод, кремний и их соединения - номер 31, страница 90.

Условие.

31. Для полного осаждения карбоната кальция к 100 г 10,6 %-ного раствора карбоната натрия добавили 100 г 22,2 %-ного раствора хлорида кальция. Рассчитайте массу образовавшегося осадка.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m_{раствора}(Na_2CO_3) = 100 \text{ г}$

$\omega(Na_2CO_3) = 10,6\% = 0,106$

$m_{раствора}(CaCl_2) = 100 \text{ г}$

$\omega(CaCl_2) = 22,2\% = 0,222$

$m_{раствора}(Na_2CO_3) = 0,1 \text{ кг}$

$m_{раствора}(CaCl_2) = 0,1 \text{ кг}$

Найти:

$m(CaCO_3)$ — ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции между карбонатом натрия и хлоридом кальция. В результате реакции обмена образуется нерастворимый карбонат кальция (осадок) и растворимый хлорид натрия.

$Na_2CO_3 + CaCl_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaCl$

2. Рассчитаем массы чистых веществ (реагентов) в исходных растворах, используя формулу $m_{вещества} = m_{раствора} \cdot \omega_{вещества}$.

Масса карбоната натрия:

$m(Na_2CO_3) = 100 \text{ г} \cdot 0,106 = 10,6 \text{ г}$

Масса хлорида кальция:

$m(CaCl_2) = 100 \text{ г} \cdot 0,222 = 22,2 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярные массы реагентов и продукта (осадка).

$M(Na_2CO_3) = 2 \cdot 23 + 12 + 3 \cdot 16 = 106 \text{ г/моль}$

$M(CaCl_2) = 40 + 2 \cdot 35,5 = 111 \text{ г/моль}$

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

4. Найдем количество вещества (в молях) для каждого из реагентов по формуле $n = m/M$.

Количество вещества карбоната натрия:

$n(Na_2CO_3) = \frac{10,6 \text{ г}}{106 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

Количество вещества хлорида кальция:

$n(CaCl_2) = \frac{22,2 \text{ г}}{111 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

5. Определим, какой из реагентов находится в недостатке (является лимитирующим). Согласно уравнению реакции, вещества реагируют в соотношении 1:1. У нас есть 0,1 моль $Na_2CO_3$ и 0,2 моль $CaCl_2$. Следовательно, карбонат натрия находится в недостатке и прореагирует полностью, а хлорид кальция — в избытке. Расчет массы продукта будем вести по реагенту в недостатке.

6. По уравнению реакции, количество вещества образовавшегося карбоната кальция равно количеству вещества прореагировавшего карбоната натрия.

$n(CaCO_3) = n(Na_2CO_3) = 0,1 \text{ моль}$

7. Рассчитаем массу образовавшегося осадка карбоната кальция.

$m(CaCO_3) = n(CaCO_3) \cdot M(CaCO_3) = 0,1 \text{ моль} \cdot 100 \text{ г/моль} = 10 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося осадка карбоната кальция равна 10 г.