Номер 112, страница 31 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

112. Смесь массой 20 г, состоящую из Ca и CaO, прокаливали длительное время в кислороде. В результате этого масса смеси увеличилась на 3,2 г. Определите массу CaO в исходной смеси.

Дано:

$m(\text{смеси}) = 20 \text{ г}$
$\Delta m = 3,2 \text{ г}$
Смесь состоит из $Ca$ и $CaO$.

Найти:

$m(CaO)_{\text{исх}} - ?$

Решение:

При длительном прокаливании смеси кальция ($Ca$) и оксида кальция ($CaO$) в кислороде, оксид кальция не вступает в реакцию, так как кальций в нем уже находится в высшей степени окисления. Реакция происходит только с металлическим кальцием.

Увеличение массы смеси происходит за счет кислорода, который прореагировал с кальцием. Таким образом, масса прореагировавшего кислорода составляет 3,2 г.

Запишем уравнение реакции: $2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO$

Масса кислорода, вступившего в реакцию, равна увеличению массы смеси: $m(O_2) = 3,2 \text{ г}$

Вычислим количество вещества (моль) прореагировавшего кислорода. Молярная масса кислорода $M(O_2) = 2 \cdot 16 = 32 \text{ г/моль}$. $n(O_2) = \frac{m(O_2)}{M(O_2)} = \frac{3,2 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

Согласно уравнению реакции, количество вещества кальция относится к количеству вещества кислорода как $2:1$. $\frac{n(Ca)}{2} = \frac{n(O_2)}{1}$

Найдем количество вещества кальция, которое было в исходной смеси: $n(Ca) = 2 \cdot n(O_2) = 2 \cdot 0,1 \text{ моль} = 0,2 \text{ моль}$

Теперь определим массу кальция в исходной смеси. Молярная масса кальция $M(Ca) = 40 \text{ г/моль}$. $m(Ca) = n(Ca) \cdot M(Ca) = 0,2 \text{ моль} \cdot 40 \text{ г/моль} = 8 \text{ г}$

Масса исходной смеси равна сумме масс кальция и оксида кальция. $m(\text{смеси}) = m(Ca) + m(CaO)_{\text{исх}}$

Следовательно, масса оксида кальция в исходной смеси: $m(CaO)_{\text{исх}} = m(\text{смеси}) - m(Ca) = 20 \text{ г} - 8 \text{ г} = 12 \text{ г}$

Ответ: масса $CaO$ в исходной смеси равна 12 г.