Номер 488, страница 75 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

488. Какую массу углекислого газа можно получить при прокаливании мела массой 460 г, массовая доля карбоната кальция в котором составляет 96,8 %, а остальное приходится на не разлагающиеся при нагревании примеси?

Дано:

$m(\text{мел}) = 460 \text{ г}$

$\omega(\text{CaCO}_3) = 96,8 \% = 0,968$

Перевод в СИ:

$m(\text{мел}) = 0,460 \text{ кг}$

Найти:

$m(\text{CO}_2) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции термического разложения карбоната кальция, который является основным компонентом мела. Примеси, согласно условию, не разлагаются при нагревании и в реакции не участвуют.

$\text{CaCO}_3 \xrightarrow{t^\circ} \text{CaO} + \text{CO}_2\uparrow$

2. Вычислим массу чистого карбоната кальция ($\text{CaCO}_3$) в исходном образце мела. Для этого массу образца умножим на массовую долю чистого вещества:

$m(\text{CaCO}_3) = m(\text{мел}) \cdot \omega(\text{CaCO}_3)$

$m(\text{CaCO}_3) = 460 \text{ г} \cdot 0,968 = 445,28 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярные массы карбоната кальция и углекислого газа:

$M(\text{CaCO}_3) = 40,08 + 12,01 + 3 \cdot 16,00 \approx 100 \text{ г/моль}$

$M(\text{CO}_2) = 12,01 + 2 \cdot 16,00 \approx 44 \text{ г/моль}$

4. Определим количество вещества (число моль) карбоната кальция, который подвергается разложению:

$n(\text{CaCO}_3) = \frac{m(\text{CaCO}_3)}{M(\text{CaCO}_3)} = \frac{445,28 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 4,4528 \text{ моль}$

5. Согласно уравнению реакции, из 1 моль $\text{CaCO}_3$ образуется 1 моль $\text{CO}_2$. Следовательно, соотношение количеств веществ равно 1:1.

$n(\text{CO}_2) = n(\text{CaCO}_3) = 4,4528 \text{ моль}$

6. Теперь можно найти массу углекислого газа, который образуется в результате реакции:

$m(\text{CO}_2) = n(\text{CO}_2) \cdot M(\text{CO}_2)$

$m(\text{CO}_2) = 4,4528 \text{ моль} \cdot 44 \text{ г/моль} = 195,9232 \text{ г}$

Округлим полученное значение до десятых: $195,9 \text{ г}$.

Ответ: масса углекислого газа, которую можно получить, составляет $195,9 \text{ г}$.