Для решения этой задачи нужно использовать закон сохранения массы и молекулярные соотношения из уравнения реакции. Давайте разберёмся последовательно.
Шаг 1: Записать уравнение реакции
Известно, что у нас есть реакция между гидроксидом кальция ( \text{Ca(OH)}_2 ) и углекислым газом ( \text{CO}_2 ):
[
\text{Ca(OH)}_2 + \text{CO}_2 \rightarrow \text{CaCO}_3 + \text{H}_2O
]
Шаг 2: Выделить молекулярные соотношения
Согласно уравнению реакции:
- 1 моль гидроксида кальция ( \text{Ca(OH)}_2 ) реагирует с 1 моль углекислого газа ( \text{CO}_2 ) и образует 1 моль карбоната кальция ( \text{CaCO}_3 ).
Шаг 3: Найти молекулярную массу образовавшегося осадка
Молекулярная масса карбоната кальция ( \text{CaCO}_3 ) может быть рассчитана следующим образом:
- ( \text{Ca} ): 40 г/моль
- ( \text{C} ): 12 г/моль
- ( \text{O} ): ( 3 \times 16 ) г/моль = 48 г/моль
Суммируем:
[
\text{ММ}_\text{CaCO}_3 = 40 + 12 + 48 = 100 \text{ г/моль}
]
Шаг 4: Вычислить количество образовавшегося ( \text{CaCO}_3 )
Поскольку масса образовавшегося осадка ( \text{CaCO}_3 ) равна 3,5 г, мы можем найти количество вещества (в моль) с помощью формулы:
[
n = \frac{m}{M}
]
где:
- ( n ) — количество вещества (в моль),
- ( m ) — масса (в граммах),
- ( M ) — молекулярная масса (в граммах на моль).
Подставляем наши значения:
[
n = \frac{3.5 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 0.035 \text{ моль}
]
Шаг 5: Найти количество гидроксида кальция
Согласно уравнению реакции, 1 моль ( \text{Ca(OH)}_2 ) реагирует с 1 моль ( \text{CO}_2 ) для образования 1 моль ( \text{CaCO}_3 ). Таким образом, количество гидроксида кальция, который реагировал, также будет 0.035 моль.
Шаг 6: Вычислить массу гидроксида кальция
Теперь вычислим массу ( \text{Ca(OH)}_2 ). Молекулярная масса ( \text{Ca(OH)}_2 ):
- ( \text{Ca} ): 40 г/моль
- ( \text{O} ): ( 2 \times 16 ) г/моль = 32 г/моль
- ( \text{H} ): ( 2 \times 1 ) г/моль = 2 г/моль
Суммируем:
[
\text{ММ}_\text{Ca(OH)}_2 = 40 + 32 + 2 = 74 \text{ г/моль}
]
Теперь можем найти массу гидроксида кальция:
[
m = n \times M = 0.035 \text{ моль} \times 74 \text{ г/моль} = 2.59 \text{ г}
]
Ответ
Масса гидроксида кальция, содержащегося в известковой воде, составляет примерно 2.59 г.
