Водный раствор содержащий гидроксид кальция массой 3,7 г, поглотил оксид углерода объёмом 1,68 л.

Ответы на вопрос

Отвечает Мухамедзянова Рената.

Для решения задачи нужно внимательно рассчитать все химические процессы, происходящие при взаимодействии гидроксида кальция с оксидом углерода, а также учесть коэффициент выхода реакции.

1. Напишем уравнение реакции

Гидроксид кальция взаимодействует с углекислым газом (оксидом углерода) по следующей реакции:

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

Здесь образуется карбонат кальция (CaCO₃) и вода.

2. Рассчитаем количество вещества гидроксида кальция (Ca(OH)₂)

Масса гидроксида кальция в растворе — 3,7 г. Для того чтобы найти количество вещества Ca(OH)₂, используем его молекулярную массу. Молекулярная масса Ca(OH)₂:

Масса кальция (Ca) = 40 г/моль
Масса кислорода (O) = 16 г/моль
Масса водорода (H) = 1 г/моль

Таким образом, молекулярная масса Ca(OH)₂:

40 + 2 \times (16 + 1) = 74 \, \text{г/моль}

Теперь находим количество вещества гидроксида кальция (n):

n_{\text{Ca(OH)}_2} = \frac{m_{\text{Ca(OH)}_2}}{M_{\text{Ca(OH)}_2}} = \frac{3,7 \, \text{г}}{74 \, \text{г/моль}} = 0,05 \, \text{моль}

3. Рассчитаем количество вещества углекислого газа (CO₂)

Объем углекислого газа, который поглотил раствор, равен 1,68 л. Для того чтобы перевести объем газа в количество вещества, используем идеальный газовый закон. При нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атм) 1 моль газа занимает 22,4 литра.

Количество вещества CO₂ (n) можно найти по формуле:

n_{\text{CO}_2} = \frac{V_{\text{CO}_2}}{22,4} = \frac{1,68 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,075 \, \text{моль}

4. Определим ограничивающий реагент

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль Ca(OH)₂ необходимо 1 моль CO₂. Мы нашли:

0,05 моль Ca(OH)₂
0,075 моль CO₂

Таким образом, гидроксид кальция является ограничивающим реагентом, потому что его количество меньше, чем количество CO₂.

5. Рассчитаем теоретическую массу осадка CaCO₃

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль Ca(OH)₂ образуется 1 моль CaCO₃. Следовательно, количество вещества CaCO₃, которое образуется, равно количеству вещества Ca(OH)₂, т.е. 0,05 моль.

Молекулярная масса CaCO₃:

Масса кальция (Ca) = 40 г/моль
Масса углерода (C) = 12 г/моль
Масса кислорода (O) = 16 г/моль (на 3 атома)

Молекулярная масса CaCO₃:

40 + 12 + 3 \times 16 = 100 \, \text{г/моль}

Масса CaCO₃, которую теоретически можно получить:

m_{\text{CaCO}_3} = n_{\text{CaCO}_3} \times M_{\text{CaCO}_3} = 0,05 \, \text{моль} \times 100 \, \text{г/моль} = 5 \, \text{г}

6. Учет выхода реакции

Выход реакции составил 80%, что означает, что из теоретически возможных 5 г осадка реально образуется 80%:

m_{\text{реально}} = 0,8 \times 5 \, \text{г} = 4 \, \text{г}

Ответ:

Масса осадка CaCO₃, которая образуется в результате реакции, составит 4 г.

Водный раствор содержащий гидроксид кальция массой 3,7 г, поглотил оксид углерода объёмом 1,68 л. Определите массу осадка, если выход реакции составил 80%