Кальций окислили в кислороде объёмом 28 л. Определите массу и количество вещества в (моль) образовавшегося оксида кальция

Чтобы решить задачу, давайте пошагово рассмотрим, что происходит в процессе окисления кальция в кислороде и как мы можем определить массу и количество вещества (в моль) образовавшегося оксида кальция (CaO).

Шаг 1: Определение реакции

Сначала напишем уравнение реакции окисления кальция. Кальций (Ca) реагирует с кислородом (O₂) для образования оксида кальция (CaO):

\[ 2 \text{Ca} + \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{CaO} \]

Шаг 2: Определение молекулярных отношений

Согласно уравнению реакции видно, что:

• 1 моль кислорода (O₂) реагирует с 2 мoles кальция (Ca), чтобы образовать 2 мoles оксида кальция (CaO).

Шаг 3: Вычисление количества вещества кислорода

В задаче указано, что у нас есть 28 литров кислорода. Чтобы перевести объем газа в количество вещества, можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа. При нормальных условиях (0 °C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22.4 литра.

Теперь вычислим количество вещества O₂:

\[ n(\text{O}_2) = \frac{V(\text{O}_2)}{V_m} \]

где:

• \( V(\text{O}_2) = 28 \, \text{л} \)
• \( V_m = 22.4 \, \text{л/моль} \) (молярный объем при нормальных условиях)

Подставляем значения:

\[ n(\text{O}_2) = \frac{28 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} \approx 1.25 \, \text{моль} \]

Шаг 4: Определение количества вещества оксида кальция

Согласно стехиометрии реакции, 1 моль O₂ образует 2 моль CaO. Поэтому количество вещества оксида кальция будет:

\[ n(\text{CaO}) = 2 \times n(\text{O}_2) = 2 \times 1.25 \, \text{моль} = 2.5 \, \text{моль} \]

Шаг 5: Вычисление массы оксида кальция

Теперь нам нужно вычислить массу оксида кальция (CaO). Для этого нужно знать молярную массу CaO.

• Молярная масса кальция (Ca) = 40.08 г/моль
• Молярная масса кислорода (O) = 16.00 г/моль

Таким образом, молярная масса CaO:

\[ M(\text{CaO}) = M(\text{Ca}) + M(\text{O}) = 40.08 \, \text{г/моль} + 16.00 \, \text{г/моль} = 56.08 \, \text{г/моль} \]

Теперь вычислим массу оксида кальция:

\[ m(\text{CaO}) = n(\text{CaO}) \times M(\text{CaO}) = 2.5 \, \text{моль} \times 56.08 \, \text{г/моль} \approx 140.2 \, \text{г} \]

Ответ

• Количество вещества оксида кальция \( n(\text{CaO}) = 2.5 \, \text{моль} \)
• Масса образовавшегося оксида кальция \( m(\text{CaO}) \approx 140.2 \, \text{г} \)

Таким образом, при окислении кальция в кислороде объемом 28 л образуется приблизительно 2.5 моль оксида кальция, масса которого составляет около 140.2 граммов.