Номер 5, страница 36 - гдз по химии 7 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Масловская

Дано:

Масса кальция ($m(\text{Ca})$) = 8 г

Масса кислорода ($m(\text{O}_2)$) = 3,2 г

Перевод в СИ:

Масса кальция ($m(\text{Ca})$) = 8 г = $0.008 \text{ кг}$

Масса кислорода ($m(\text{O}_2)$) = 3,2 г = $0.0032 \text{ кг}$

Молярная масса кальция ($M(\text{Ca})$) = 40,08 г/моль = $0.04008 \text{ кг/моль}$

Молярная масса кислорода ($M(\text{O}_2)$) = 32,00 г/моль = $0.03200 \text{ кг/моль}$

Молярная масса оксида кальция ($M(\text{CaO})$) = 56,08 г/моль = $0.05608 \text{ кг/моль}$

Найти:

Масса образовавшегося оксида кальция ($m(\text{CaO})$) = ? г

Решение:

Составьте уравнение данной химической реакции.

Схема реакции: $Ca + O_2 \rightarrow CaO$.

Для уравнивания реакции необходимо, чтобы количество атомов каждого элемента было одинаковым с обеих сторон уравнения.

В левой части (реагенты): 1 атом Ca, 2 атома O.

В правой части (продукты): 1 атом Ca, 1 атом O.

Уравняем количество атомов кислорода, поставив коэффициент 2 перед $CaO$:

$Ca + O_2 \rightarrow 2CaO$

Теперь количество атомов кальция в правой части стало 2. Уравняем количество атомов кальция, поставив коэффициент 2 перед $Ca$:

$2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO$

Проверяем: слева 2 Ca, 2 O; справа 2 Ca, 2 O. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO$

Рассчитайте массу (г) образовавшегося продукта реакции.

Используем молярные массы веществ и данные о массах реагентов для определения лимитирующего реагента и количества продукта.

Молярные массы (округленные до сотых):

$M(\text{Ca}) = 40.08 \text{ г/моль}$

$M(\text{O}_2) = 32.00 \text{ г/моль}$

$M(\text{CaO}) = 56.08 \text{ г/моль}$

Рассчитаем количество молей каждого исходного вещества:

Количество молей кальция: $n(\text{Ca}) = \frac{m(\text{Ca})}{M(\text{Ca})} = \frac{8 \text{ г}}{40.08 \text{ г/моль}} \approx 0.19960 \text{ моль}$

Количество молей кислорода: $n(\text{O}_2) = \frac{m(\text{O}_2)}{M(\text{O}_2)} = \frac{3.2 \text{ г}}{32.00 \text{ г/моль}} = 0.10000 \text{ моль}$

Определим лимитирующий реагент, сравнив соотношение молей с коэффициентами в сбалансированном уравнении $2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO$:

Для кальция: $\frac{n(\text{Ca})}{2} = \frac{0.19960 \text{ моль}}{2} \approx 0.09980$

Для кислорода: $\frac{n(\text{O}_2)}{1} = \frac{0.10000 \text{ моль}}{1} = 0.10000$

Так как $0.09980 < 0.10000$, кальций является лимитирующим реагентом, то есть он полностью прореагирует, а кислород останется в избытке. Расчет количества продукта будет производиться по кальцию.

Из уравнения реакции видно, что 2 моля $Ca$ образуют 2 моля $CaO$. Следовательно, количество молей образовавшегося $CaO$ равно количеству молей прореагировавшего $Ca$:

$n(\text{CaO}) = n(\text{Ca})_{\text{прореагировавшего}} = 0.19960 \text{ моль}$

Теперь рассчитаем массу образовавшегося оксида кальция:

$m(\text{CaO}) = n(\text{CaO}) \times M(\text{CaO})$

$m(\text{CaO}) = 0.19960 \text{ моль} \times 56.08 \text{ г/моль} \approx 11.1928 \text{ г}$

Округлим результат до трех значащих цифр.

$m(\text{CaO}) \approx 11.2 \text{ г}$

Ответ: $11.2 \text{ г}$