Номер 308, страница 59 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

308. Карбонат кальция какой массой образуется при взаимодействии оксида кальция массой 230 г с избытком углекислого газа?

Дано:

масса оксида кальция $m(\text{CaO}) = 230 \text{ г}$

углекислый газ ($\text{CO}_2$) взят в избытке

Перевод в систему СИ:

$m(\text{CaO}) = 0.230 \text{ кг}$

Найти:

массу карбоната кальция $m(\text{CaCO}_3)$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции. Оксид кальция (основный оксид) вступает в реакцию соединения с углекислым газом (кислотным оксидом), в результате чего образуется соль — карбонат кальция.

$\text{CaO} + \text{CO}_2 \rightarrow \text{CaCO}_3$

Уравнение сбалансировано, стехиометрические коэффициенты перед всеми веществами равны 1. Это означает, что из 1 моль оксида кальция образуется 1 моль карбоната кальция.

2. Рассчитаем молярные массы оксида кальция и карбоната кальция, используя относительные атомные массы элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева, округленные до целых значений: $Ar(\text{Ca})=40$, $Ar(\text{O})=16$, $Ar(\text{C})=12$.

Молярная масса оксида кальция $(\text{CaO})$:

$M(\text{CaO}) = Ar(\text{Ca}) + Ar(\text{O}) = 40 + 16 = 56 \text{ г/моль}$

Молярная масса карбоната кальция $(\text{CaCO}_3)$:

$M(\text{CaCO}_3) = Ar(\text{Ca}) + Ar(\text{C}) + 3 \cdot Ar(\text{O}) = 40 + 12 + 3 \cdot 16 = 100 \text{ г/моль}$

3. Поскольку углекислый газ взят в избытке, оксид кальция является лимитирующим реагентом, и расчет будем вести по нему. Найдем количество вещества (число молей) оксида кальция массой 230 г по формуле $\nu = m/M$:

$\nu(\text{CaO}) = \frac{m(\text{CaO})}{M(\text{CaO})} = \frac{230 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} \approx 4.1071 \text{ моль}$

4. Согласно уравнению реакции, количества веществ оксида кальция и карбоната кальция соотносятся как 1:1:

$\frac{\nu(\text{CaO})}{1} = \frac{\nu(\text{CaCO}_3)}{1}$

Следовательно, количество вещества образовавшегося карбоната кальция равно количеству вещества прореагировавшего оксида кальция:

$\nu(\text{CaCO}_3) = \nu(\text{CaO}) \approx 4.1071 \text{ моль}$

5. Рассчитаем массу карбоната кальция, зная его количество вещества и молярную массу, по формуле $m = \nu \cdot M$:

$m(\text{CaCO}_3) = \nu(\text{CaCO}_3) \cdot M(\text{CaCO}_3) \approx 4.1071 \text{ моль} \cdot 100 \text{ г/моль} \approx 410.71 \text{ г}$

Исходное значение массы дано с тремя значащими цифрами (230), поэтому результат следует округлить до трех значащих цифр.

$m(\text{CaCO}_3) \approx 411 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося карбоната кальция составляет 411 г.