Номер 5, страница 50 - гдз по химии 8 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Власовец

Дано:

масса кальция $m(\text{Ca}) = 20 \text{ г}$

Перевод в СИ:

Масса кальция $m(\text{Ca}) = 20 \text{ г}$ (единица измерения 'грамм' удобна для расчета молярных масс и получения ответа в граммах)

Найти:

масса гидроксида кальция $m(\text{Ca(OH)}_2) = ?$

масса карбоната кальция $m(\text{CaCO}_3) = ?$

Решение:

Расчет массы гидроксида кальция

Первый этап превращения - это получение гидроксида кальция из кальция. Обычно это происходит при взаимодействии кальция с водой:

$ \text{Ca} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2 + \text{H}_2 $

Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в реакции:

Молярная масса кальция $M(\text{Ca}) = 40.08 \text{ г/моль}$.

Молярная масса гидроксида кальция $M(\text{Ca(OH)}_2) = 40.08 + 2 \cdot (16.00 + 1.01) = 40.08 + 2 \cdot 17.01 = 40.08 + 34.02 = 74.10 \text{ г/моль}$.

Найдем количество вещества кальция, которое было взято:

$ n(\text{Ca}) = \frac{m(\text{Ca})}{M(\text{Ca})} = \frac{20 \text{ г}}{40.08 \text{ г/моль}} \approx 0.4990 \text{ моль} $

Согласно стехиометрии химического уравнения, 1 моль кальция ($\text{Ca}$) образует 1 моль гидроксида кальция ($\text{Ca(OH)}_2$). Следовательно, количество вещества гидроксида кальция будет равно количеству вещества кальция:

$ n(\text{Ca(OH)}_2) = n(\text{Ca}) \approx 0.4990 \text{ моль} $

Теперь рассчитаем массу образовавшегося гидроксида кальция:

$ m(\text{Ca(OH)}_2) = n(\text{Ca(OH)}_2) \cdot M(\text{Ca(OH)}_2) = 0.4990 \text{ моль} \cdot 74.10 \text{ г/моль} \approx 36.97 \text{ г} $

Ответ: $36.97 \text{ г}$

Расчет массы карбоната кальция

Второй этап превращения - это получение карбоната кальция из гидроксида кальция. Это может быть достигнуто, например, при пропускании углекислого газа через раствор гидроксида кальция:

$ \text{Ca(OH)}_2 + \text{CO}_2 \rightarrow \text{CaCO}_3 + \text{H}_2\text{O} $

Рассчитаем молярную массу карбоната кальция:

Молярная масса карбоната кальция $M(\text{CaCO}_3) = 40.08 + 12.01 + 3 \cdot 16.00 = 40.08 + 12.01 + 48.00 = 100.09 \text{ г/моль}$.

Количество вещества гидроксида кальция, полученное на предыдущем этапе, составляет $ n(\text{Ca(OH)}_2) \approx 0.4990 \text{ моль} $.

Согласно стехиометрии химического уравнения, 1 моль гидроксида кальция ($\text{Ca(OH)}_2$) образует 1 моль карбоната кальция ($\text{CaCO}_3$). Следовательно, количество вещества карбоната кальция будет равно количеству вещества гидроксида кальция:

$ n(\text{CaCO}_3) = n(\text{Ca(OH)}_2) \approx 0.4990 \text{ моль} $

Теперь рассчитаем массу образовавшегося карбоната кальция:

$ m(\text{CaCO}_3) = n(\text{CaCO}_3) \cdot M(\text{CaCO}_3) = 0.4990 \text{ моль} \cdot 100.09 \text{ г/моль} \approx 49.95 \text{ г} $

Ответ: $49.95 \text{ г}$