Номер 529, страница 99 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

529. Какое минимальное химическое количество углекислого газа необходимо для превращения карбоната кальция массой 10,0 кг в гидрокарбонат кальция?

Дано:

Масса карбоната кальция ($CaCO_3$) = 10,0 кг

Найти:

$n(CO_2)$ - ?

Решение:

Превращение карбоната кальция в гидрокарбонат кальция происходит при реакции с углекислым газом в водной среде. Запишем уравнение этой химической реакции:

$CaCO_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow Ca(HCO_3)_2$

Из уравнения видно, что стехиометрические коэффициенты перед карбонатом кальция ($CaCO_3$) и углекислым газом ($CO_2$) равны 1. Это означает, что для реакции требуется одинаковое химическое количество этих веществ. Минимальное количество $CO_2$ соответствует полному превращению $CaCO_3$.

$n(CO_2) = n(CaCO_3)$

1. Рассчитаем молярную массу карбоната кальция ($M(CaCO_3)$), используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы Д.И. Менделеева:

$M(CaCO_3) = Ar(Ca) + Ar(C) + 3 \cdot Ar(O) = 40,08 + 12,01 + 3 \cdot 16,00 = 100,09 \text{ г/моль}$

2. Найдем химическое количество (число молей) карбоната кальция в 10,0 кг (10000 г), используя формулу $n = m/M$:

$n(CaCO_3) = \frac{m(CaCO_3)}{M(CaCO_3)} = \frac{10000 \text{ г}}{100,09 \text{ г/моль}} \approx 99,91 \text{ моль}$

3. Согласно стехиометрическому соотношению в уравнении реакции, минимальное химическое количество углекислого газа, необходимое для полного превращения карбоната кальция, равно химическому количеству самого карбоната кальция.

$n(CO_2) = n(CaCO_3) \approx 99,91 \text{ моль}$

Так как масса исходного вещества дана с точностью до трех значащих цифр (10,0 кг), результат следует округлить до трех значащих цифр.

$n(CO_2) \approx 99,9 \text{ моль}$

Ответ: минимальное химическое количество углекислого газа, необходимое для реакции, составляет 99,9 моль.