ГДЗ по Химии 10 Класс Параграф 15 Вопрос 8 Габриелян, Остроумов — Подробные Ответы

Достаточно ли 100 г 66%-ного раствора уксусной кислоты для растворения 30 г карбоната кальция? Какая масса ацетата кальция при этом получится?

Дано и условие

Дано:
— m(CaCO₃) = 30 г
— M(CaCO₃) = 100 г/моль
— m(р-ра) = 100 г
— ω(CH₃COOH) = 66%
— M(CH₃COOH) = 60 г/моль
— M((CH₃COO)₂Ca) = 158 г/моль
— Найти: m((CH₃COO)₂Ca) = ?

Решение задачи

1. Уравнение реакции
CaCO₃ + 2CH₃COOH = (CH₃COO)₂Ca + H₂O + CO₂↑

2. Определение избытка и недостатка
— Количество вещества карбоната кальция:
n(CaCO₃) = m / M = 30 / 100 = 0,3 (моль) — недостаток

— Масса чистой уксусной кислоты в растворе:
m(CH₃COOH) = m(р-ра) · ω(CH₃COOH) / 100% = 100 · 0,66 = 66 (г)

— Количество вещества уксусной кислоты:
n(CH₃COOH) = m / M = 66 / 60 = 1,1 (моль) — избыток

Следовательно, кислоты достаточно, и дальнейший расчет ведем по карбонату кальция (недостатку).

Расчет массы продукта

Пропорция по уравнению:

Находим количество вещества продукта:
x = n((CH₃COO)₂Ca) = 0,3 (моль)

Вычисляем итоговую массу ацетата кальция:
m((CH₃COO)₂Ca) = n · M = 0,3 · 158 = 47,4 (г)

Ответ: 47,4 г.

Давайте разберем эту задачу по шагам. Химия — это во многом «кулинария» на молекулярном уровне, где важно точно знать, сколько ингредиентов у нас есть и какой из них закончится первым.

Вот подробное объяснение каждого этапа решения.

Шаг 1: Уравнение реакции (Рецепт)

Первым делом мы записываем уравнение:

CaCO₃ + 2CH₃COOH = (CH₃COO)₂Ca + H₂O + CO₂↑

Это наш «рецепт». Он говорит нам, что:
— 1 молекула (или моль) карбоната кальция реагирует с 2 молекулами уксусной кислоты.
— В результате получается 1 молекула ацетата кальция.

Шаг 2: Переводим граммы в «штуки» (Моли)

В химии нельзя сравнивать просто массы (граммы), потому что молекулы имеют разный вес. Мы используем моли — это способ подсчитать количество частиц.

1. Считаем CaCO₃:
У нас есть 30 г. Чтобы узнать количество молей, делим массу на молярную массу (вес одного моля):
n = 30 г / 100 г/моль = 0,3 моль.

2. Считаем CH₃COOH:
Тут сложнее, потому что у нас не чистая кислота, а раствор (100 г раствора, где кислоты 66%).
— Сначала находим массу чистой кислоты: 100 г · 0,66 = 66 г.
— Теперь переводим в моли: n = 66 г / 60 г/моль = 1,1 моль.

Шаг 3: Кто в дефиците? (Избыток и недостаток)

Это самый важный момент. Нам нужно понять, какой реагент закончится первым.

— По рецепту на 0,3 моль CaCO₃ нам нужно в два раза больше кислоты (так как перед кислотой стоит коэффициент 2). То есть нужно 0,6 моль кислоты.
— А у нас её целых 1,1 моль!

Вывод: Кислоты у нас «с запасом» (избыток), а карбонат кальция закончится быстро (недостаток). Поэтому все дальнейшие расчеты мы делаем по CaCO₃, ведь когда он закончится, реакция остановится.

Шаг 4: Считаем массу продукта

Теперь смотрим на соотношение в уравнении между тем, что мы знаем (CaCO₃), и тем, что ищем ((CH₃COO)₂Ca).

1. Смотрим на коэффициенты:
Перед CaCO₃ стоит 1 (не пишется) и перед (CH₃COO)₂Ca тоже стоит 1.
Это значит, что из 1 моля карбоната получается 1 моль ацетата.
Следовательно, из наших 0,3 моль CaCO₃ получится ровно 0,3 моль (CH₃COO)₂Ca.

2. Переводим обратно в граммы:
Чтобы узнать массу, умножаем количество молей на молярную массу продукта (158 г/моль):
m = 0,3 моль · 158 г/моль = 47,4 г.

Итоговое резюме

Ответ: В результате реакции получится 47,4 грамма ацетата кальция. Остатки лишней уксусной кислоты просто останутся в растворе.