Сколько килограммов оксида кальция получится при разложении 250кг карбоната кальция, содержащего 20 процентов примесей? какой объем углекислого газа при этом выделится?
Чтобы рассчитать, сколько килограммов оксида кальция (CaO) получится при разложении карбоната кальция (CaCO₃), и какой объем углекислого газа (CO₂) выделится, сначала определим чистую массу карбоната кальция.
Определение чистой массы карбоната кальция: Если 250 кг карбоната кальция содержит 20% примесей, то чистый карбонат кальция составит: \[ \text{Чистый CaCO₃} = 250 \, \text{кг} - (20\% \times 250 \, \text{кг}) = 250 \, \text{кг} - 50 \, \text{кг} = 200 \, \text{кг} \]
Реакция разложения карбоната кальция: Реакция разложения карбоната кальция выглядит следующим образом: \[ \text{CaCO₃} \rightarrow \text{CaO} + \text{CO₂} \]
Это указывает на то, что 1 моль CaCO₃ дает 1 моль CaO и 1 моль CO₂.
Молярные массы:
- Молярная масса CaCO₃ = 100 г/моль (40 + 12 + 48)
- Молярная масса CaO = 56 г/моль (40 + 16)
- Молярная масса CO₂ = 44 г/моль (12 + 32)
Расчет массы оксида кальция: Теперь найдём, сколько килограммов CaO получится из 200 кг CaCO₃. Для этого используем пропорцию: \[ \text{Масса CaO} = \left( \frac{\text{Масса CaO}}{\text{Масса CaCO₃}} \right) \times \text{Чистый CaCO₃} \]
Молярная соотношение указывает, что 100 г CaCO₃ дают 56 г CaO. Следовательно: \[ \frac{56 \, \text{г CaO}}{100 \, \text{г CaCO₃}} = \frac{56}{100} = 0.56 \]
Теперь найдем массу CaO из 200 кг CaCO₃: \[ \text{Масса CaO} = 0.56 \times 200 \, \text{кг} = 112 \, \text{кг} \]
Расчет объема углекислого газа: Для определения объема CO₂ воспользуемся тем, что на 1 моль CO₂ при нормальных условиях (0°C, 1 атм) приходится 22.4 л:
- 200 кг CaCO₃ = \(\frac{200000 \, \text{г}}{100 \, \text{г/моль}} = 2000 \, \text{моль}\)
- Объем CO₂ = 2000 моль × 22.4 л/моль = 44800 л.
Таким образом, при разложении 250 кг карбоната кальция, содержащего 20% примесей, получится 112 кг оксида кальция и выделится 44800 л углекислого газа.
