Номер 34, страница 13 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

34. Массовая доля кальция в смеси, состоящей из оксида кальция и гидроксида кальция, равна 64,52 %. К такой смеси массой 6,30 г прибавили избыток раствора хлороводорода. Рассчитайте массу образовавшегося хлорида кальция.

Дано:

Смесь: оксид кальция ($CaO$) и гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$)

Масса смеси, $m(\text{смеси}) = 6,30$ г

Массовая доля кальция в смеси, $\omega(Ca) = 64,52 \% = 0,6452$

К смеси добавлен избыток раствора хлороводорода ($HCl$)

Найти:

Массу образовавшегося хлорида кальция, $m(CaCl_2)$ — ?

Решение:

1. Запишем уравнения химических реакций, протекающих при добавлении раствора хлороводорода к смеси оксида и гидроксида кальция:

$CaO + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O$

$Ca(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O$

Из уравнений реакций видно, что весь кальций, который содержался в исходных веществах ($CaO$ и $Ca(OH)_2$), в результате реакции полностью переходит в состав хлорида кальция ($CaCl_2$). Это позволяет нам утверждать, что количество вещества (число молей) кальция в исходной смеси равно количеству вещества хлорида кальция, который образуется в итоге.

$n(Ca)_{\text{в смеси}} = n(CaCl_2)$

Этот подход значительно упрощает решение, так как нам не нужно находить массы каждого компонента в смеси по отдельности.

2. Рассчитаем массу чистого кальция в 6,30 г смеси, используя заданную массовую долю:

$m(Ca) = m(\text{смеси}) \times \omega(Ca)$

$m(Ca) = 6,30 \text{ г} \times 0,6452 = 4,06476$ г

3. Найдем количество вещества (число молей) атомов кальция. Для этого используем молярную массу кальция ($M(Ca)$).

Молярная масса кальция $M(Ca) = 40,08$ г/моль.

$n(Ca) = \frac{m(Ca)}{M(Ca)} = \frac{4,06476 \text{ г}}{40,08 \text{ г/моль}} = 0,101416...$ моль

4. Согласно нашему выводу из пункта 1, количество вещества образовавшегося хлорида кальция равно количеству вещества кальция:

$n(CaCl_2) = n(Ca) = 0,101416...$ моль

5. Рассчитаем массу хлорида кальция. Для этого сначала найдем его молярную массу $M(CaCl_2)$.

Молярная масса хлора $M(Cl) = 35,45$ г/моль.

$M(CaCl_2) = M(Ca) + 2 \times M(Cl) = 40,08 + 2 \times 35,45 = 110,98$ г/моль

6. Теперь можем найти массу образовавшегося хлорида кальция:

$m(CaCl_2) = n(CaCl_2) \times M(CaCl_2)$

$m(CaCl_2) = 0,101416... \text{ моль} \times 110,98 \text{ г/моль} \approx 11,255$ г

Точность исходных данных ($6,30$ г) составляет три значащие цифры, поэтому округлим полученный результат до трех значащих цифр.

$m(CaCl_2) \approx 11,3$ г

Ответ: масса образовавшегося хлорида кальция равна 11,3 г.