Для решения данной задачи необходимо сначала записать уравнение реакции между оксидом углерода (IV) и оксидом кальция:
\[ \text{CaO} + \text{CO}_2 \rightarrow \text{CaCO}_3 \]
Теперь давайте разберемся с данными:
Мы пропустили 5,6 литра \(\text{CO}_2\) (оксид углерода (IV)).
При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22,4 литра.
Поэтому количество молей \(\text{CO}_2\):
\[ n(\text{CO}_2) = \frac{5,6 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,25 \, \text{моль} \]
У нас есть 22,4 грамма оксида кальция (\(\text{CaO}\)). Найдем количество молей \(\text{CaO}\):
Молярная масса \(\text{CaO} = 40 + 16 = 56 \, \text{г/моль}\).
\[ n(\text{CaO}) = \frac{22,4 \, \text{г}}{56 \, \text{г/моль}} \approx 0,4 \, \text{моль} \]
На основании стехиометрии реакции видно, что 1 моль \(\text{CaO}\) реагирует с 1 моль \(\text{CO}_2\), что означает, что оксид кальция не ограничивает реакцию.
- Теперь определим, сколько карбоната кальция \(\text{CaCO}_3\) получится из 0,25 моль \(\text{CO}_2\):
\[ n(\text{CaCO}_3) = n(\text{CO}_2) = 0,25 \, \text{моль} \]
- Теперь найдем массу полученного карбоната кальция. Молярная масса \(\text{CaCO}_3\):
\[ \text{CaCO}_3 = 40 + 12 + 3 \times 16 = 100 \, \text{г/моль} \]
Таким образом, масса 0,25 моль \(\text{CaCO}_3\):
\[ m(\text{CaCO}_3) = n(\text{CaCO}_3) \times M(\text{CaCO}_3) = 0,25 \, \text{моль} \times 100 \, \text{г/моль} = 25 \, \text{г} \]
- Теперь мы можем найти процент выхода продукта реакции. У нас было получено 20 грамм карбоната кальция:
\[ \text{Выход в процентах} = \left(\frac{m_{\text{полученное}}}{m_{\text{максимально возможное}}}\right) \times 100\% \]
Подставим значения:
\[ \text{Выход в процентах} = \left(\frac{20 \, \text{г}}{25 \, \text{г}}\right) \times 100\% = 80\% \]
Таким образом, выход продукта реакции составляет 80%.