Номер 128, страница 34 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

128. Рассчитайте максимальную массу оксида $Cr_2O_3$, который можно получить при реакции хрома массой 25,6 г с избытком кислорода.

Дано:

$m(\text{Cr}) = 25,6 \text{ г}$
Кислород ($O_2$) в избытке.

Найти:

$m(\text{Cr}_2\text{O}_3) - ?$

Решение:

1. Составляем уравнение химической реакции взаимодействия хрома с кислородом. При горении хрома на воздухе (в избытке кислорода) образуется оксид хрома(III), где хром проявляет степень окисления +3.

Уравнение реакции:

$4\text{Cr} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Cr}_2\text{O}_3$

2. Рассчитаем молярные массы хрома ($M(\text{Cr})$) и оксида хрома(III) ($M(\text{Cr}_2\text{O}_3)$). Используем относительные атомные массы из периодической таблицы: $A_r(\text{Cr}) \approx 52$, $A_r(\text{O}) \approx 16$.

Молярная масса хрома:

$M(\text{Cr}) = 52 \text{ г/моль}$

Молярная масса оксида хрома(III):

$M(\text{Cr}_2\text{O}_3) = 2 \cdot M(\text{Cr}) + 3 \cdot M(\text{O}) = 2 \cdot 52 + 3 \cdot 16 = 104 + 48 = 152 \text{ г/моль}$

3. Вычислим количество вещества (в молях) хрома, вступившего в реакцию. Поскольку кислород находится в избытке, хром является лимитирующим реагентом, и расчет ведется по нему.

$n(\text{Cr}) = \frac{m(\text{Cr})}{M(\text{Cr})} = \frac{25,6 \text{ г}}{52 \text{ г/моль}} \approx 0,4923 \text{ моль}$

4. Используя стехиометрические коэффициенты из уравнения реакции, найдем количество вещества оксида хрома(III), которое образуется в результате реакции. Соотношение количеств хрома и оксида хрома(III) составляет $4:2$ или $2:1$.

$\frac{n(\text{Cr})}{4} = \frac{n(\text{Cr}_2\text{O}_3)}{2}$

Отсюда количество вещества оксида хрома(III) равно:

$n(\text{Cr}_2\text{O}_3) = \frac{2 \cdot n(\text{Cr})}{4} = \frac{n(\text{Cr})}{2} = \frac{0,4923 \text{ моль}}{2} \approx 0,24615 \text{ моль}$

5. Рассчитаем максимальную массу оксида хрома(III), которую можно получить.

$m(\text{Cr}_2\text{O}_3) = n(\text{Cr}_2\text{O}_3) \cdot M(\text{Cr}_2\text{O}_3)$

$m(\text{Cr}_2\text{O}_3) = 0,24615 \text{ моль} \cdot 152 \text{ г/моль} \approx 37,415 \text{ г}$

Округлим результат до трех значащих цифр, так как масса исходного вещества дана с тремя значащими цифрами (25,6 г).

$m(\text{Cr}_2\text{O}_3) \approx 37,4 \text{ г}$

Ответ: максимальная масса оксида хрома(III), которую можно получить, составляет 37,4 г.