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.
