Question

Определите массу карбоната кальция CaCO3, используя уравнение химической реакции: CaCO3=CaO+CaCO2, если при его термическом разложении выделяется 45 литров углекислого газа CO2 Распишите поподробней плиз

Answer 1

             t
CaCO₃ = CaO + CO₂↑

V(CO₂)=45 л
V₀=22,4 л/моль
М(СаСО₃)=100 г/моль

по уравнению реакции
m(CaCO₃)/M(CaCO₃)=V(CO₂)/V₀

масса карбоната кальция
m(CaCO₃)=M(CaCO₃)V(CO₂)/V₀

m(CaCO₃)=100г/моль*45л/(22,4л/моль) = 200,9 г   (ответ)

Answer 2

Как известно, карбонат кальция (CaCO3) может термически разлагаться на оксид кальция (CaO) и углекислый газ (CO2) по следующему уравнению:

\[ CaCO3 \rightarrow CaO + CO2 \]

Из условия известно, что при термическом разложении выделяется 45 литров углекислого газа (CO2). Это значит, что коэффициент перед \( CO2 \) в уравнении реакции равен 1. Теперь мы можем сравнить объем углекислого газа с коэффициентами перед соответствующими веществами в уравнении:

\[ CaCO3 \rightarrow CaO + CO2 \]

Итак, соотношение коэффициентов будет следующим: \( 1 : 1 : 1 \).

Теперь у нас есть информация о том, что 1 моль CaCO3 термически разлагается на 1 моль CO2. Объем газа пропорционален количеству молей газа по уравнению состояния газа \( V = nRT/P \), где \( V \) - объем газа, \( n \) - количество молей газа, \( R \) - универсальная газовая постоянная, \( T \) - температура в кельвинах, \( P \) - давление.

В данном случае можно сказать, что 1 моль \( CaCO3 \) термически разлагается на 1 моль \( CO2 \), а следовательно, и на 1 моль газа по уравнению \( V = nRT/P \).

Таким образом, объем 45 литров \( CO2 \) соответствует 1 молю газа по уравнению состояния газа.

Теперь мы можем использовать уравнение состояния газа для нахождения количества молей газа, учитывая, что \( V = 45 \) литров, \( R \) - универсальная газовая постоянная (примерное значение \( R = 0.0821 \, \text{л} \cdot \text{атм} / (\text{моль} \cdot \text{К}) \)), а температура и давление не указаны. Предположим стандартные условия (0 °C и 1 атмосферное давление):

\[ n = \frac{PV}{RT} \]

Подставим известные значения:

\[ n = \frac{(1 \, \text{атм}) \cdot (45 \, \text{л})}{(0.0821 \, \text{л} \cdot \text{атм} / (\text{моль} \cdot \text{К})) \cdot (273 \, \text{K})} \]

Рассчитаем это:

\[ n = \frac{45}{(0.0821 \cdot 273)} \]

\[ n \approx 1.74 \, \text{моль} \]

Таким образом, 45 литров \( CO2 \) соответствуют примерно 1.74 молям \( CaCO3 \). Теперь мы можем использовать молярную массу \( CaCO3 \) для расчета массы:

\[ \text{Масса} = n \cdot \text{Молярная масса} \]

Молярная масса \( CaCO3 \) равна сумме масс атомов в его формуле. Масса атома кальция (Ca) примерно 40 г/моль, масса атома углерода (C) - примерно 12 г/моль, а масса атома кислорода (O) - примерно 16 г/моль.

\[ \text{Молярная масса} = 40 + 12 + (3 \cdot 16) \, \text{г/моль} \]

\[ \text{Молярная масса} = 40 + 12 + 48 \, \text{г/моль} \]

\[ \text{Молярная масса} = 100 \, \text{г/моль} \]

Теперь мы можем рассчитать массу \( CaCO3 \):

\[ \text{Масса} = 1.74 \cdot 100 \, \text{г/моль} \]

\[ \text{Масса} \approx 174 \, \text{г} \]

Таким образом, масса карбоната кальция \( CaCO3 \), термически разлагаемого на 45 литров углекислого газа \( CO2 \), составляет примерно 174 г.