Номер 8, страница 171 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

8. Кальций массой 12 г сожгли в кислороде и образовавшийся оксид обработали водой. Рассчитайте массу вещества, полученного в результате второй реакции.

Дано:

$m(Ca) = 12 \text{ г}$

Масса дана в граммах, что является приемлемой единицей для расчетов в химии, поэтому перевод в систему СИ (кг) не требуется для удобства вычислений. Молярные массы будут использоваться в г/моль.

Найти:

$m(\text{вещества из второй реакции}) - ?$

Решение:

Процесс состоит из двух последовательных химических реакций.

1. Сначала кальций сжигают в кислороде. При этом образуется оксид кальция. Запишем уравнение реакции:

$2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO$

2. Затем образовавшийся оксид кальция ($CaO$) обработали водой. В результате этой реакции образуется гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$):

$CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$

Вещество, полученное в результате второй реакции, — это гидроксид кальция $Ca(OH)_2$. Нам нужно рассчитать его массу.

Для начала найдем количество вещества (в молях) исходного кальция. Молярная масса кальция (Ca) по периодической таблице Д.И. Менделеева составляет:

$M(Ca) \approx 40 \text{ г/моль}$

Рассчитаем количество вещества кальция:

$n(Ca) = \frac{m(Ca)}{M(Ca)} = \frac{12 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0.3 \text{ моль}$

Теперь, используя уравнения реакций, найдем количество вещества конечного продукта — гидроксида кальция.

Из уравнения первой реакции ($2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO$) видно, что из 2 моль кальция образуется 2 моль оксида кальция. Следовательно, соотношение количеств веществ $n(Ca)$ и $n(CaO)$ равно $1:1$.

$n(CaO) = n(Ca) = 0.3 \text{ моль}$

Из уравнения второй реакции ($CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$) видно, что из 1 моль оксида кальция образуется 1 моль гидроксида кальция. Соотношение количеств веществ $n(CaO)$ и $n(Ca(OH)_2)$ также равно $1:1$.

$n(Ca(OH)_2) = n(CaO) = 0.3 \text{ моль}$

Чтобы найти массу полученного гидроксида кальция, рассчитаем его молярную массу:

$M(Ca(OH)_2) = M(Ca) + 2 \cdot M(O) + 2 \cdot M(H) = 40 + 2 \cdot 16 + 2 \cdot 1 = 40 + 32 + 2 = 74 \text{ г/моль}$

Наконец, рассчитаем массу гидроксида кальция, полученного в результате второй реакции:

$m(Ca(OH)_2) = n(Ca(OH)_2) \cdot M(Ca(OH)_2) = 0.3 \text{ моль} \cdot 74 \text{ г/моль} = 22.2 \text{ г}$

Ответ: масса вещества, полученного в результате второй реакции, равна 22.2 г.