Для решения задачи начнем с анализа данных и самого процесса реакции.
Шаг 1: Понимание задачи
Мы имеем известковую воду — раствор гидроксида кальция (Ca(OH)₂) с массовой долей 1%. Это значит, что в 100 г раствора содержится 1 г гидроксида кальция. Нам нужно выяснить, сколько углекислого газа (CO₂) потребуется для реакции с известковой водой до образования осадка карбоната кальция (CaCO₃).
Шаг 2: Реакция между Ca(OH)₂ и CO₂
Реакция, о которой идет речь, можно записать следующим образом:
[ \text{Ca(OH)}_2 + \text{CO}_2 \rightarrow \text{CaCO}_3 + \text{H}_2\text{O} ]
Шаг 3: Расчет массы Ca(OH)₂ в растворе
Теперь мы можем найти массу гидроксида кальция в 925 г раствора:
[
\text{Масса Ca(OH)}_2 = 925 , \text{г} \times 0,01 = 9,25 , \text{г}
]
Шаг 4: Молярная масса Ca(OH)₂
Молярная масса Ca(OH)₂ составляется из:
- Кальция (Ca): 40 г/моль
- Кислорода (O): 16 г/моль (2 атома = 32 г/моль)
- Водорода (H): 1 г/моль (2 атома = 2 г/моль)
Итак, молярная масса Ca(OH)₂:
[
\text{Мм Ca(OH)}_2 = 40 + 32 + 2 = 74 , \text{г/моль}
]
Шаг 5: Находим количество молей Ca(OH)₂
Используем массу, чтобы найти количество молей:
[
n_{Ca(OH)_2} = \frac{m}{M} = \frac{9,25 , \text{г}}{74 , \text{г/моль}} \approx 0,1257 , \text{моль}
]
Шаг 6: Объем CO₂, необходимый для реакции
Согласно уравнению реакции, 1 моль Ca(OH)₂ реагирует с 1 моль CO₂. Следовательно, нам нужно столько же молей CO₂, сколько и Ca(OH)₂:
[
n_{CO_2} = n_{Ca(OH)_2} \approx 0,1257 , \text{моль}
]
Шаг 7: Подсчет объема CO₂ при нормальных условиях
При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает объем приблизительно 22,4 литра. Теперь найдем объем CO₂:
[
V_{CO_2} = n_{CO_2} \times 22,4 , \text{л/моль} \approx 0,1257 , \text{моль} \times 22,4 , \text{л/моль} \approx 2,82 , \text{л}
]
Заключение
Объем углекислого газа, затраченного на реакцию, составляет примерно 2,82 литра.
Если у вас остались какие-либо вопросы или нужно больше объяснений, не стесняйтесь спрашивать!
