5.дадача .При взаимодействии оксид кальция массой 200 г с раствором серной кислоты получили соль массой 440 г. Определите выход продукта реакции (%).
Чтобы решить задачу, необходимо сначала понять, что происходит в данном химическом процессе. Мы имеем оксид кальция (CaO), который реагирует с серной кислотой (H₂SO₄) с образованием соли — сульфата кальция (CaSO₄) и воды (H₂O).
Запишем уравнение реакции:
\[ CaO + H₂SO₄ \rightarrow CaSO₄ + H₂O \]
Определим молекулярные массы реагентов и продуктов:
Молярная масса CaO:
- Ca (кальций) = 40 г/моль
- O (кислород) = 16 г/моль
- Молярная масса CaO = 40 + 16 = 56 г/моль.
Молярная масса H₂SO₄:
- H (водород) = 1 г/моль
- S (сера) = 32 г/моль
- O (кислород) = 16 г/моль (в 4-х атомах)
- Молярная масса H₂SO₄ = 2 + 32 + 64 = 98 г/моль.
Молярная масса CaSO₄:
- Ca = 40 г/моль
- S = 32 г/моль
- O = 16 г/моль (в 4-х атомах)
- Молярная масса CaSO₄ = 40 + 32 + 64 = 136 г/моль.
Рассчитаем количество молей оксида кальция, который был использован:
\[ n_{CaO} = \frac{m_{CaO}}{M_{CaO}} = \frac{200 \, \text{г}}{56 \, \text{г/моль}} \approx 3.57 \, \text{моль} \]
Согласно уравнению реакции, 1 моль CaO реагирует с 1 моль H₂SO₄ и образует 1 моль CaSO₄. Следовательно, количество моль CaSO₄ тоже будет равно количеству молей CaO:
\[ n_{CaSO₄} \approx 3.57 \, \text{моль} \]
Теперь найдем теоретическую массу CaSO₄, которую мы должны были получить:
\[ m_{CaSO₄(теор)} = n_{CaSO₄} \times M_{CaSO₄} = 3.57 \, \text{моль} \times 136 \, \text{г/моль} \approx 485.52 \, \text{г} \]
Теперь рассчитаем выход продукта реакции:
Выход продукта определяется как отношение массы полученного продукта (в данном случае, сульфата кальция) к теоретической массе, умноженное на 100%:
\[ \text{Выход (\%)} = \left( \frac{m_{CaSO₄(факт)}}{m_{CaSO₄(теор)}} \right) \times 100\% \]
Подставим данные из задачи:
\[ \text{Выход (\%)} = \left( \frac{440 \, \text{г}}{485.52 \, \text{г}} \right) \times 100\% \approx 90.7\% \]
Таким образом, выход продукта реакции составляет примерно 90.7%.
