Номер 5, страница 163 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 7. Металлы. Параграф 45. Важнейшие соединения кальция. Жёсткость воды. Подумай, ответь, выполни... - номер 5, страница 163.

Условие.

5. Поташ $K_2CO_3$ массой 2,76 г обработали раствором гашёной извести массой 2000 г. Вычислите массу гашёной извести, израсходованной на обработку поташа, и массовую долю (в процентах) $Ca(OH)_2$ в растворе.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(K_2CO_3) = 2,76 \text{ г}$

$m(\text{раствора } Ca(OH)_2) = 2000 \text{ г}$

Найти:

$m(Ca(OH)_2) - ?$

$\omega(Ca(OH)_2) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции между поташом (карбонатом калия) и гашёной известью (гидроксидом кальция). Это реакция ионного обмена, в результате которой образуется нерастворимый карбонат кальция и растворимый гидроксид калия:

$K_2CO_3 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2KOH$

Уравнение сбалансировано, стехиометрические коэффициенты перед реагентами равны 1. Это означает, что вещества реагируют в мольном соотношении 1:1.

2. Рассчитаем молярные массы реагентов, используя периодическую таблицу химических элементов:

Молярная масса карбоната калия ($K_2CO_3$):

$M(K_2CO_3) = 2 \cdot M(K) + M(C) + 3 \cdot M(O) = 2 \cdot 39 + 12 + 3 \cdot 16 = 78 + 12 + 48 = 138 \text{ г/моль}$

Молярная масса гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$):

$M(Ca(OH)_2) = M(Ca) + 2 \cdot (M(O) + M(H)) = 40 + 2 \cdot (16 + 1) = 40 + 34 = 74 \text{ г/моль}$

3. Найдём количество вещества (число моль) карбоната калия, вступившего в реакцию. Предполагается, что весь поташ прореагировал полностью.

$\nu(K_2CO_3) = \frac{m(K_2CO_3)}{M(K_2CO_3)} = \frac{2,76 \text{ г}}{138 \text{ г/моль}} = 0,02 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, количество вещества гидроксида кальция, которое прореагировало, равно количеству вещества карбоната калия:

$\nu(Ca(OH)_2) = \nu(K_2CO_3) = 0,02 \text{ моль}$

5. Теперь вычислим массу гашёной извести ($Ca(OH)_2$), израсходованной на реакцию. Это и есть масса гидроксида кальция, которая содержалась в 2000 г раствора.

$m(Ca(OH)_2) = \nu(Ca(OH)_2) \cdot M(Ca(OH)_2) = 0,02 \text{ моль} \cdot 74 \text{ г/моль} = 1,48 \text{ г}$

6. Наконец, рассчитаем массовую долю ($Ca(OH)_2$) в исходном растворе гашёной извести. Массовая доля вещества в растворе — это отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора, выраженное в процентах.

$\omega(Ca(OH)_2) = \frac{m(Ca(OH)_2)}{m(\text{раствора})} \cdot 100\%$

$\omega(Ca(OH)_2) = \frac{1,48 \text{ г}}{2000 \text{ г}} \cdot 100\% = 0,00074 \cdot 100\% = 0,074\%$

Ответ:

масса гашёной извести, израсходованной на обработку поташа, составляет 1,48 г; массовая доля $Ca(OH)_2$ в растворе равна 0,074%.