Номер 535, страница 100 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

535. Какой минимальный объём (н. у.) оксида углерода(IV) нужно пропустить через раствор известковой воды, содержащей гидроксид кальция массой 29,6 г, чтобы выпавший в начале осадок затем полностью растворился?

Дано:

$m(Ca(OH)₂) = 29.6$ г

Условия: нормальные (н. у.)

Найти:

$V(CO₂) - ?$

Решение:

Процесс, описанный в задаче, состоит из двух последовательных химических реакций.

1. Сначала при пропускании оксида углерода(IV) через известковую воду образуется нерастворимый осадок карбоната кальция:

$Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O$

2. Затем, при дальнейшем пропускании оксида углерода(IV), образовавшийся осадок растворяется, превращаясь в растворимый гидрокарбонат кальция:

$CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂$

Чтобы найти минимальный объём $CO₂$, необходимый для полного растворения изначально образовавшегося осадка, мы можем сложить эти две реакции и получить суммарное уравнение процесса:

$Ca(OH)₂ + 2CO₂ → Ca(HCO₃)₂$

Из этого уравнения видно, что на 1 моль гидроксида кальция расходуется 2 моль оксида углерода(IV).

Найдем количество вещества гидроксида кальция $Ca(OH)₂$.

Молярная масса гидроксида кальция:

$M(Ca(OH)₂) = M(Ca) + 2 \times (M(O) + M(H)) = 40 + 2 \times (16 + 1) = 74$ г/моль.

Количество вещества $Ca(OH)₂$:

$n(Ca(OH)₂) = \frac{m(Ca(OH)₂)}{M(Ca(OH)₂)} = \frac{29.6 \text{ г}}{74 \text{ г/моль}} = 0.4$ моль.

Согласно суммарному уравнению реакции, количество вещества оксида углерода(IV) в два раза больше количества вещества гидроксида кальция:

$n(CO₂) = 2 \times n(Ca(OH)₂) = 2 \times 0.4 \text{ моль} = 0.8$ моль.

Теперь найдем объём оксида углерода(IV) при нормальных условиях (н. у.). Молярный объём газа при н. у. составляет $V_m = 22.4$ л/моль.

$V(CO₂) = n(CO₂) \times V_m = 0.8 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 17.92$ л.

Ответ: минимальный объём оксида углерода(IV), который нужно пропустить, составляет 17,92 л.