Номер 3, страница 25 - гдз по химии 7-9 класс дидактические и диагностические материалы Аршанский, Белохвостов

Дано:

$m_{смеси}(LiOH + Ca(OH)_2) = 1 \text{ г}$

$ω(LiOH) = 20\% \text{ или } 0.2$

Найти:

$V(CO_2) - ?$

Решение:

1. Найдем массу каждого гидроксида в смеси.

Масса гидроксида лития ($LiOH$):

$m(LiOH) = m_{смеси} \cdot ω(LiOH) = 1 \text{ г} \cdot 0.2 = 0.2 \text{ г}$

Массовая доля гидроксида кальция ($Ca(OH)_2$) в смеси составляет $100\% - 20\% = 80\%$ или 0.8.

Масса гидроксида кальция:

$m(Ca(OH)_2) = m_{смеси} \cdot ω(Ca(OH)_2) = 1 \text{ г} \cdot 0.8 = 0.8 \text{ г}$

2. Запишем уравнения химических реакций поглощения углекислого газа ($CO_2$) каждым гидроксидом:

$2LiOH + CO_2 \rightarrow Li_2CO_3 + H_2O$

$Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$

3. Вычислим молярные массы гидроксидов, используя округленные значения атомных масс: $Ar(Li)=7$, $Ar(Ca)=40$, $Ar(O)=16$, $Ar(H)=1$.

$M(LiOH) = 7 + 16 + 1 = 24 \text{ г/моль}$

$M(Ca(OH)_2) = 40 + 2 \cdot (16+1) = 74 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества (число молей) каждого гидроксида в смеси.

$n(LiOH) = \frac{m(LiOH)}{M(LiOH)} = \frac{0.2 \text{ г}}{24 \text{ г/моль}} \approx 0.00833 \text{ моль}$

$n(Ca(OH)_2) = \frac{m(Ca(OH)_2)}{M(Ca(OH)_2)} = \frac{0.8 \text{ г}}{74 \text{ г/моль}} \approx 0.01081 \text{ моль}$

5. По уравнениям реакций найдем количество вещества углекислого газа, которое может поглотить каждый гидроксид.

Из первого уравнения следует, что на 2 моль $LiOH$ приходится 1 моль $CO_2$ ($n(LiOH):n(CO_2) = 2:1$).

$n_1(CO_2) = \frac{1}{2} n(LiOH) = \frac{1}{2} \cdot 0.00833 \text{ моль} \approx 0.00417 \text{ моль}$

Из второго уравнения следует, что на 1 моль $Ca(OH)_2$ приходится 1 моль $CO_2$ ($n(Ca(OH)_2):n(CO_2) = 1:1$).

$n_2(CO_2) = n(Ca(OH)_2) \approx 0.01081 \text{ моль}$

6. Найдем общее количество вещества углекислого газа, которое может поглотить смесь.

$n_{общ}(CO_2) = n_1(CO_2) + n_2(CO_2) \approx 0.00417 \text{ моль} + 0.01081 \text{ моль} = 0.01498 \text{ моль}$

7. Вычислим объем углекислого газа. Так как условия не указаны, принимаем их за нормальные (н.у.). Молярный объем газа при н.у. $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$.

$V(CO_2) = n_{общ}(CO_2) \cdot V_m \approx 0.01498 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 0.3356 \text{ л}$

Округлим результат до трех значащих цифр.

Ответ: Объем углекислого газа, который может быть поглощен смесью, составляет примерно 0.336 л (или 336 мл).