Вычислите массу оксида кальция и объём углекислого газа, которые образуются при обжиге 250 грамм карбоната кальция, содержащего 10% примесей.
Для решения задачи сначала необходимо понять, какие реакции происходят при обжиге карбоната кальция (CaCO₃), а затем найти массу оксида кальция (CaO) и объём углекислого газа (CO₂), которые образуются в результате этой реакции.
1. **Уравнение реакции**:
При обжиге карбоната кальция (CaCO₃) происходит его разложение:
\[
\text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CaO} + \text{CO}_2
\]
2. **Состав исходного вещества**:
У нас есть 250 граммов карбоната кальция, но 10% из них — это примеси. Чтобы найти массу чистого CaCO₃, вычислим:
\[
\text{Масса чистого CaCO}_3 = 250 \, \text{г} - (0.1 \times 250 \, \text{г}) = 250 \, \text{г} - 25 \, \text{г} = 225 \, \text{г}
\]
3. **Молярная масса соединений**:
Нужно найти молярные массы CaCO₃, CaO и CO₂:
- Молярная масса CaCO₃ (Кальций — 40, Карбон — 12, Кислород — 16):
\[
\text{M(CaCO}_3) = 40 + 12 + (16 \times 3) = 40 + 12 + 48 = 100 \, \text{г/моль}
\]
- Молярная масса CaO (Кальций — 40, Кислород — 16):
\[
\text{M(CaO)} = 40 + 16 = 56 \, \text{г/моль}
\]
- Молярная масса CO₂ (Карбон — 12, Кислород — 16):
\[
\text{M(CO}_2) = 12 + (16 \times 2) = 12 + 32 = 44 \, \text{г/моль}
\]
4. **Количество молей CaCO₃**:
Чтобы определить, сколько молей CaCO₃ у нас есть:
\[
n(CaCO_3) = \frac{m}{M} = \frac{225 \, \text{г}}{100 \, \text{г/моль}} = 2.25 \, \text{моль}
\]
5. **Соотношение в реакции**:
Из уравнения видно, что 1 моль CaCO₃ дает 1 моль CaO и 1 моль CO₂. Следовательно, при разложении 2.25 моль CaCO₃:
- Образуется 2.25 моль CaO
- Образуется 2.25 моль CO₂
6. **Масса CaO**:
Теперь найдём массу образовавшегося CaO:
\[
m(CaO) = n \times M = 2.25 \, \text{моль} \times 56 \, \text{г/моль} = 126 \, \text{г}
\]
7. **Объём CO₂**:
Для определения объёма CO₂ необходимо использовать закон газов. При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22.4 литра. Тогда объём CO₂ будет:
\[
V(CO_2) = n \times 22.4 \, \text{л/моль} = 2.25 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 50.4 \, \text{л}
\]
### Ответ:
- Масса оксида кальция (CaO): **126 граммов**
- Объём углекислого газа (CO₂): **50.4 литра**
