Номер 10, страница 102 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

10. Найдите объем (н. у.) углекислого газа, который выделится при растворении в соляной кислоте карбоната кальция массой 15 г.

Дано:

$m(CaCO_3) = 15$ г

Условия: н. у. (нормальные условия)

Найти:

$V(CO_2)$ — ?

Решение:

1. Для решения задачи необходимо составить уравнение химической реакции между карбонатом кальция ($CaCO_3$) и соляной кислотой ($HCl$). При взаимодействии кислоты с карбонатом образуются соль, вода и углекислый газ.

Уравнение реакции в сбалансированном виде:

$CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow$

2. Рассчитаем молярную массу карбоната кальция ($M(CaCO_3)$), используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы Д. И. Менделеева: $Ar(Ca) \approx 40$, $Ar(C) \approx 12$, $Ar(O) \approx 16$.

$M(CaCO_3) = Ar(Ca) + Ar(C) + 3 \cdot Ar(O) = 40 + 12 + 3 \cdot 16 = 100$ г/моль.

3. Найдем количество вещества (число молей) карбоната кальция, содержащегося в 15 г, по формуле $n = m/M$:

$n(CaCO_3) = \frac{m(CaCO_3)}{M(CaCO_3)} = \frac{15 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 0.15$ моль.

4. По уравнению реакции определим количество вещества углекислого газа ($CO_2$), которое выделится. Из уравнения видно, что из 1 моль $CaCO_3$ образуется 1 моль $CO_2$. Следовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$n(CO_2) = n(CaCO_3) = 0.15$ моль.

5. Теперь можно рассчитать объем углекислого газа. Согласно закону Авогадро, 1 моль любого газа при нормальных условиях (н. у.) занимает объем 22,4 л (молярный объем $V_m$). Объем газа рассчитывается по формуле $V = n \cdot V_m$.

$V(CO_2) = n(CO_2) \cdot V_m = 0.15 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 3.36$ л.

Ответ: объем углекислого газа, который выделится при растворении 15 г карбоната кальция в соляной кислоте, составляет 3,36 л.