При разложении карбоната кальция массой 20 г выделился оксид углерода (IV) массой 8,8 г. Какова масса образовавшегося оксида кальция?
Чтобы решить эту задачу, мы начнем с понимания реакции термического разложения карбоната кальция (CaCO₃). При нагревании карбонат кальция разлагается на оксид кальция (CaO) и углекислый газ (CO₂):
\[ \text{CaCO}_3 (s) \rightarrow \text{CaO} (s) + \text{CO}_2 (g) \]
Из уравнения можно видеть, что из одного моля карбоната кальция получается один моль оксида кальция и один моль углекислого газа.
- Найдем количество вещества углекислого газа, который выделился. Для этого используем формулу:
\[ n = \frac{m}{M} \]
где:
- \( n \) – количество вещества,
- \( m \) – масса (8,8 г),
- \( M \) – молярная масса углекислого газа (CO₂) = 12 г/моль (углерод) + 16 г/моль * 2 (кислород) = 44 г/моль.
Теперь подставим значения:
\[ n = \frac{8,8 \, \text{г}}{44 \, \text{г/моль}} = 0,2 \, \text{моль} \]
По уравнению реакции знаем, что 1 моль CaCO₃ дает 1 моль CO₂. Следовательно, из-за образовавшегося 0,2 моль CO₂ у нас также разложилось 0,2 моль карбоната кальция.
Теперь найдем массу CaCO₃, которая разлагалась. Для этого:
\[ m = n \times M \]
где \( M \) – молярная масса карбоната кальция (CaCO₃) = 40 г/моль (кальций) + 12 г/моль (углерод) + 16 г/моль * 3 (кислород) = 100 г/моль.
Подставляем:
\[ m = 0,2 \, \text{моль} \times 100 \, \text{г/моль} = 20 \, \text{г} \]
Это соответствует заданной массе 20 г карбоната кальция, что подтверждает, что вся масса карбоната кальция разложилась.
Теперь мы можем найти массу образовавшегося оксида кальция (CaO). По уравнению реакции, на каждый моль CaCO₃ образуется 1 моль CaO. Поэтому у нас также образовалось 0,2 моль CaO.
Находим массу CaO:
\[ M(\text{CaO}) = 40 \, \text{г/моль} (кальций) + 16 \, \text{г/моль} (кислород) = 56 \, \text{г/моль} \]
Теперь можем найти массу оксида кальция:
\[ m(\text{CaO}) = n \times M(\text{CaO}) \]
\[ m(\text{CaO}) = 0,2 \, \text{моль} \times 56 \, \text{г/моль} = 11,2 \, \text{г} \]
Таким образом, масса образовавшегося оксида кальция составляет 11,2 г.
