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.
Уравнение реакции:
При обжиге карбоната кальция (CaCO₃) происходит его разложение: \[ \text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CaO} + \text{CO}_2 \]Состав исходного вещества:
У нас есть 250 граммов карбоната кальция, но 10% из них — это примеси. Чтобы найти массу чистого CaCO₃, вычислим: \[ \text{Масса чистого CaCO}_3 = 250 \, \text{г} - (0.1 \times 250 \, \text{г}) = 250 \, \text{г} - 25 \, \text{г} = 225 \, \text{г} \]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): \[ \text{M(CO}_2) = 12 + (16 \times 2) = 12 + 32 = 44 \, \text{г/моль} \]
Количество молей CaCO₃:
Чтобы определить, сколько молей CaCO₃ у нас есть: \[ n(CaCO_3) = \frac{m}{M} = \frac{225 \, \text{г}}{100 \, \text{г/моль}} = 2.25 \, \text{моль} \]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
Масса CaO:
Теперь найдём массу образовавшегося CaO: \[ m(CaO) = n \times M = 2.25 \, \text{моль} \times 56 \, \text{г/моль} = 126 \, \text{г} \]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
