Вычислите массу оксида кальция и объём углекислого газа, которые образуются при обжиге 250 грамм карбоната кальция, содержащего 10% примесей. 2.Какой объём оксида углерода (IV) выделится при сжигании 50 килограмм угля (С), содержащего 8% примесей ?
Решим задачу поэтапно. Вначале определим, какие реакции происходят.
1. **Реакция разложения карбоната кальция** (CaCO₃) на оксид кальция (CaO) и углекислый газ (CO₂) выглядит следующим образом:
\[
CaCO₃ \rightarrow CaO + CO₂
\]
2. Подсчет для карбоната кальция:
- В исходных 250 г карбоната кальция содержится 10% примесей. Это означает, что чистого карбоната кальция:
\[
250 \, \text{г} - 10\% = 250 \, \text{г} - 25 \, \text{г} = 225 \, \text{г}
\]
3. **Молярная масса карбоната кальция (CaCO₃)**:
- Ca: 40 г/моль
- C: 12 г/моль
- O: 16 г/моль x 3 = 48 г/моль
- Итого: 40 + 12 + 48 = 100 г/моль
4. **Определим количество моль карбоната кальция**:
\[
n_{CaCO₃} = \frac{m}{M} = \frac{225 \, \text{г}}{100 \, \text{г/моль}} = 2.25 \, \text{моль}
\]
5. **Количество образующегося оксида кальция (CaO)** и углекислого газа (CO₂):
По уравнению реакции одно моль карбоната кальция дает одно моль оксида кальция и одно моль углекислого газа. То есть:
- m(CaO) = m(CO₂) = n_{CaCO₃} = 2.25 моль
6. **Молярная масса оксида кальция (CaO)**:
\[
Ca: 40 \, \text{г/моль} + O: 16 \, \text{г/моль} = 56 \, \text{г/моль}
\]
7. **Масса образующегося оксида кальция**:
\[
m_{CaO} = n_{CaO} \cdot M_{CaO} = 2.25 \, \text{моль} \cdot 56 \, \text{г/моль} = 126 \, \text{г}
\]
8. **Молярная масса углекислого газа (CO₂)**:
\[
C: 12 \, \text{г/моль} + O: 16 \, \text{г/моль} \cdot 2 = 44 \, \text{г/моль}
\]
9. **Масса углекислого газа**:
\[
m_{CO₂} = n_{CO₂} \cdot M_{CO₂} = 2.25 \, \text{моль} \cdot 44 \, \text{г/моль} = 99 \, \text{г}
\]
10. **Теперь рассчитаем второй вопрос о сжигании угля.**
Реакция сгорания угля:
\[
C + O₂ \rightarrow CO₂
\]
11. Для 50 кг угля (С), содержащего 8% примесей:
\[
50 \, \text{кг} - 8\% = 50 \, \text{кг} - 4 \, \text{кг} = 46 \, \text{кг}
\]
12. **Определим количество моль угля**:
- Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль.
\[
46 \, \text{кг} = 46000 \, \text{г}
\]
\[
n_{C} = \frac{46000 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} \approx 3833.33 \, \text{моль}
\]
13. **Объем углекислого газа**:
По стехиометрии реакции 1 моль угля даст 1 моль углекислого газа. Используя объем идеального газа:
- 1 моль газа при нормальных условиях занимает около 22.4 л.
\[
V_{CO₂} = n_{C} \cdot 22.4 \, \text{л/моль} = 3833.33 \cdot 22.4 \approx 85999.95 \, \text{л}
\]
- Это можно округлить до 86000 л.
Таким образом, результаты:
- **Масса оксида кальция:** 126 г
- **Объем углекислого газа:** 86000 л
