Углекислый газ, образовавшийся при термическом разложении карбоната кальция массой 20 г, полностью прореагировал с гидроксидом лития. Найдите массу образовавшейся при этом соли.
Чтобы решить задачу, начнем с реакции термического разложения карбоната кальция (CaCO₃) и реакции углекислого газа (CO₂) с гидроксидом лития (LiOH).
Термическое разложение карбоната кальция:
Уравнение реакции выглядит следующим образом:
\[ \text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CaO} + \text{CO}_2 \]
Молярная масса карбоната кальция составляет примерно 100 г/моль (40 г/моль для кальция, 12 г/моль для углерода и 48 г/моль для кислорода).
Посчитаем, сколько моль карбоната кальция у нас имеется:
\[ n = \frac{m}{M} = \frac{20 \, \text{г}}{100 \, \text{г/моль}} = 0.2 \, \text{моль} \]
В результате разложения 0.2 моль CaCO₃ образуется 0.2 моль CO₂.
Реакция углекислого газа с гидроксидом лития:
Уравнение реакции между CO₂ и LiOH:
\[ \text{CO}_2 + 2 \text{LiOH} \rightarrow \text{Li}_2\text{CO}_3 + \text{H}_2\text{O} \]
Эта реакция показывает, что 1 моль CO₂ реагирует с 2 моль LiOH, образуя 1 моль соли (литий карбонат, Li₂CO₃) и 1 моль воды (H₂O).
У нас есть 0.2 моль CO₂, следовательно, нам потребуется:
\[ 0.2 \, \text{моль CO}_2 \times 2 = 0.4 \, \text{моль LiOH} \]
Образуется 0.2 моль соли Li₂CO₃.
Масса образовавшейся соли:
Молярная масса литий карбоната (Li₂CO₃) составляет:
- Li: 6.94 г/моль × 2 = 13.88 г/моль
- C: 12.01 г/моль
- O: 16.00 г/моль × 3 = 48.00 г/моль
Общая молярная масса Li₂CO₃:
\[ 13.88 + 12.01 + 48.00 = 73.89 \, \text{г/моль} \]
Теперь мы можем найти массу образовавшейся соли:
\[ m = n \times M = 0.2 \, \text{моль} \times 73.89 \, \text{г/моль} \approx 14.78 \, \text{г} \]
Таким образом, масса образовавшегося литий карбоната (Li₂CO₃) составляет примерно 14.78 граммов.
