Номер 18, страница 115 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 11. Первоначальные представления об органических веществах - номер 18, страница 115.

Условие.

18. Рассчитайте массу осадка, который образуется при пропускании всего углекислого газа, полученного при сгорании 4,48 л ацетилена (н. у.), через известковую воду.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Объем ацетилена $V(C_2H_2) = 4,48$ л (н. у.)

$V(C_2H_2) = 4,48 \text{ л} = 4,48 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

Массу осадка $m(CaCO_3)$ — ?

Решение:

Решение задачи состоит из двух основных этапов. Сначала необходимо рассчитать количество углекислого газа, полученного в результате сгорания ацетилена. Затем, на основе этого количества, вычислить массу осадка, образовавшегося при реакции углекислого газа с известковой водой.

1. Запишем уравнение реакции полного сгорания ацетилена ($C_2H_2$):

$2C_2H_2 + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 2H_2O$

2. Найдем количество вещества (моль) ацетилена, исходя из его объема при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем газа при н. у. $V_m = 22,4$ л/моль.

$n(C_2H_2) = \frac{V(C_2H_2)}{V_m} = \frac{4,48 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции горения определим количество вещества образовавшегося углекислого газа ($CO_2$). Из стехиометрических коэффициентов следует, что из 2 моль $C_2H_2$ образуется 4 моль $CO_2$. Следовательно, количество вещества $CO_2$ вдвое больше количества вещества $C_2H_2$.

$n(CO_2) = 2 \cdot n(C_2H_2) = 2 \cdot 0,2 \text{ моль} = 0,4 \text{ моль}$

4. Весь полученный углекислый газ пропускают через известковую воду, которая является насыщенным раствором гидроксида кальция, $Ca(OH)_2$. В ходе реакции образуется нерастворимый в воде осадок — карбонат кальция ($CaCO_3$). Запишем уравнение этой реакции:

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

5. Из уравнения реакции следует, что 1 моль $CO_2$ образует 1 моль $CaCO_3$. Таким образом, количество вещества осадка равно количеству вещества прореагировавшего углекислого газа.

$n(CaCO_3) = n(CO_2) = 0,4 \text{ моль}$

6. Рассчитаем молярную массу карбоната кальция $M(CaCO_3)$, используя относительные атомные массы элементов из Периодической системы: $Ar(Ca) \approx 40$, $Ar(C) \approx 12$, $Ar(O) \approx 16$.

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

7. Наконец, вычислим массу осадка карбоната кальция по формуле $m = n \cdot M$:

$m(CaCO_3) = n(CaCO_3) \cdot M(CaCO_3) = 0,4 \text{ моль} \cdot 100 \text{ г/моль} = 40 \text{ г}$

Ответ: масса осадка, который образуется, равна 40 г.