Wapno palone przechowywane przy...- Zadanie 22: Teraz matura. Chemia. Zadania i arkusze maturalne. Po gimnazjum

Rozwiązanie

a) Równania reakcji chemicznej zachodzącej podczas rozpuszczania w kwasie solnym próbki wapna przechowywanej przy dostępie powietrza atmosferycznego:

$C a C O_{3} + 2 H C l \to C a C l_{2} + H_{2} O + C O_{2} ↑$

Masy molowe:

$M_{C a O} = 56 \frac{g}{mol}$

$M_{C a (O H)_{2}} = 74 \frac{g}{mol}$

$M_{C a C O_{3}} = 100 \frac{g}{mol}$

Z treści zadania wiemy, że masa próbki wapna palonego wynosi 5,6 g, liczba moli CaO wynosi zatem:

$n_{C a O} = \frac{5 , 6 g}{56 \frac{g}{mol}} = 0, 1 mol$

Wiemy, że w wyniku reakcji kwasu solnego z próbką wydzieliło się 0,448 dm³ gazu, gazem tym jest tlenek węgla(IV). Ze stechiometrii reakcji przedstawionej w podpunkcie a), widzimy że w wyniku reakcji węglanu wapnia z kwasem solnym powstaje 1 mol CO₂. 1 mol substancji gazowych w warunkach normalnych zajmuje 22,4 dm³, obliczamy liczbę moli tlenku węgla(IV), która się wydzieliła:

$1 mol C O_{2} - 22, 4 dm^{3}$

$x mol C O_{2} - 0, 448 dm^{3}$

$x = \frac{1 mol \cdot 0 , 448 dm ^{3}}{22 , 4 dm ^{3}} = 0, 02 mol$

Wapno palone pochłania z powietrza tlenek węgla(IV) tworząc węglan wapnia.

$C a O + C O_{2} \to C a C O_{3}$

W wyniku reakcji 1 mola węglanu wapnia z kwasem solnym powstaje 1 mol tlenku węgla(IV) oraz po 1 molu pozostałych produktów reakcji. Jeśli wydzieliło się 0,02 mol tlenku węgla(IV) tyle samo moli węglanu wapnia brało udział w reakcji chemicznej z kwasem solnym, tym samym tyle samo moli CaCO₃ powstało w wyniku pochłonięcia CO₂ przez wapno palone:

Liczba moli CaCO₃:

$n_{C O_{2}} = n_{C a C O_{3}} = 0, 02 mol$

Przyrost masy próbki wapna palonego jest związane z pochłonięciem przez wapno palone pary wodnej oraz tlenku węgla(IV) z powietrza.

Masa przyrostu próbki:

$m_{przyrostu C a O} = 6, 84 g - 5, 6 g = 1, 24 g$

Masa pochłoniętego tlenku węgla(IV) wynosi:

$m_{C O_{2}} = 0, 02 mol \cdot 44 \frac{g}{mol} = 0, 88 g$

Masa pochłoniętej pary wodnej wynosi:

$m_{H_{2} O} = 1, 24 g - 0, 88 g = 0, 36 g$

Liczba moli pary wodnej:

$n_{H_{2} O} = \frac{0 , 36 g}{18 \frac{g}{mol}} = 0, 02 mol$

Reakcja wapna palonego z parą wodną:

$C a O + H_{2} O \to C a (O H)_{2}$

Ze stechiometrii reakcji widzimy, że wszystkie reagenty są w stosunki 1 : 1 : 1. Zatem, jeśli zostało pochłonięte 0,02 mol pary wodnej tyle samo moli wodorotlenku wapnia powstało:

$n_{H_{2}} = n_{C a (O H)_{2}} = 0, 02 mol$

Stosunek molowy CaO : Ca(OH)₂ : CaCO₃

$0, 1 : 0, 02 : 0, 02$

W reakcjach wapna palonego z parą wodą oraz tlenkiem węgla(IV) reagenty są w stosunku 1 : 1. Jeśli zostało pochłonięte 0,02 mol pary wodnej oraz 0,02 mol tlenku węgla(IV), a do reakcji użyto 0,1 mol CaO, wynika stąd, że wapno palone zostało użyte w nadmiarze, a liczb moli pozostałego w próbce CaO wynosi:

$n_{pozosta ł ego C a O} = 0, 1 mol - 0, 02 mo - 0, 02 mol = 0, 06 mol$

Stosunek molowy reagentów w próbce:

$C a O : C a (O H)_{2} : C a C O_{3}$

$0, 06 : 0, 02 : 0, 02$

$3 : 1 : 1$

Odpowiedź: Stosunek molowy wynosi 3 : 1 : 1.

Dominika Struzik

Nauczycielka chemii

Tutaj pojawi się lista Twoich książek

Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.