Какая масса оксида кальция получится при разложении 250 кг карбоната кальция, содержащего 20% примесей? Какой объём (н. у.) оксида углерода (IV) при этом выделится?
Для решения задачи необходимо сначала определить чистую массу карбоната кальция (CaCO₃), содержащегося в 250 кг материала с 20% примесей.
Определим массу чистого карбоната кальция: \[ \text{Масса чистого CaCO₃} = 250\, \text{кг} \times (1 - 0.20) = 250\, \text{кг} \times 0.80 = 200\, \text{кг} \]
Теперь воспользуемся уравнением разложения карбоната кальция: \[ \text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CaO} + \text{CO}_2 \] Это уравнение показывает, что 1 моль карбоната кальция образует 1 моль оксида кальция (CaO) и 1 моль углекислого газа (CO₂).
Рассчет молекулярных масс:
- Молекулярная масса CaCO₃ = 40 (Ca) + 12 (C) + 3×16 (O) = 100 г/моль.
- Молекулярная масса CaO = 40 (Ca) + 16 (O) = 56 г/моль.
- Молекулярная масса CO₂ = 12 (C) + 2×16 (O) = 44 г/моль.
Рассчитаем количество моль CaCO₃: \[ \text{Количество моль CaCO₃} = \frac{200\, \text{кг}}{0.1\, \text{кг/моль}} = 2000\, \text{моль} \]
Теперь мы можем найти массу образовавшегося оксида кальция: \[ \text{Масса CaO} = 2000\, \text{моль} \times 56\, \text{г/моль} = 112000\, \text{г} = 112\, \text{кг} \]
Рассчитаем объем углекислого газа, образующегося в нормальных условиях. Поскольку 1 моль газа занимает 22.4 л в нормальных условиях, найдем количество моль CO₂: \[ \text{Количество моль CO₂} = 2000\, \text{моль} \] \[ \text{Объем CO₂} = 2000\, \text{моль} \times 22.4\, \text{л/моль} = 44800\, \text{л} = 44.8\, \text{м³} \]
Таким образом, при разложении 250 кг карбоната кальция, содержащего 20% примесей, получится 112 кг оксида кальция и выделится 44.8 м³ углекислого газа.
