Для решения задачи по химии, сначала определим количество углекислого газа (CO₂) в молях, затем используем это количество для реакции с гидроксидом кальция (Ca(OH)₂), после чего определим массу образовавшегося осадка и массовую долю соли в растворе.
Шаг 1: Определение количества углекислого газа (CO₂) в молях.
Объем углекислого газа при нормальных условиях (н.у.) дан: 560 мл.
При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает объем 22,4 литра (22400 мл).
Количество моль CO₂:
[ \text{n}_{\text{CO}_2} = \frac{560 \text{ мл}}{22400 \text{ мл/моль}} = 0,025 \text{ моль} ]
Шаг 2: Определение массы гидроксида кальция (Ca(OH)₂) в растворе.
Массовая доля гидроксида кальция в растворе 0,15%, а масса раствора 1000 г.
Масса Ca(OH)₂:
[ \text{m}_{\text{Ca(OH)}_2} = 1000 \text{ г} \times 0,0015 = 1,5 \text{ г} ]
Молярная масса Ca(OH)₂:
[ \text{M}_{\text{Ca(OH)}_2} = 40 \text{ г/моль (Ca)} + 2 \times 16 \text{ г/моль (O)} + 2 \times 1 \text{ г/моль (H)} = 74 \text{ г/моль} ]
Количество моль Ca(OH)₂:
[ \text{n}_{\text{Ca(OH)}_2} = \frac{1,5 \text{ г}}{74 \text{ г/моль}} \approx 0,0203 \text{ моль} ]
Шаг 3: Реакция между CO₂ и Ca(OH)₂.
Уравнение реакции:
[ \text{Ca(OH)}_2 + \text{CO}_2 \rightarrow \text{CaCO}_3 + \text{H}_2\text{O} ]
Из уравнения видно, что 1 моль Ca(OH)₂ реагирует с 1 молем CO₂ для образования 1 моля CaCO₃.
Шаг 4: Определение ограничивающего реагента.
У нас есть 0,025 моль CO₂ и 0,0203 моль Ca(OH)₂. Поскольку Ca(OH)₂ меньше, оно будет ограничивающим реагентом.
Следовательно, 0,0203 моль Ca(OH)₂ полностью прореагирует с CO₂, образуя 0,0203 моль CaCO₃.
Шаг 5: Определение массы образовавшегося осадка (CaCO₃).
Молярная масса CaCO₃:
[ \text{M}_{\text{CaCO}_3} = 40 \text{ г/моль (Ca)} + 12 \text{ г/моль (C)} + 3 \times 16 \text{ г/моль (O)} = 100 \text{ г/моль} ]
Масса CaCO₃:
[ \text{m}_{\text{CaCO}_3} = 0,0203 \text{ моль} \times 100 \text{ г/моль} = 2,03 \text{ г} ]
Шаг 6: Определение массы соли в растворе.
В растворе остается вода и оставшийся CO₂, который не реагировал. Однако для нахождения массовой доли соли, интересует только раствор Ca(OH)₂ и образовавшийся CaCO₃. Вся масса Ca(OH)₂ превратилась в CaCO₃, массы воды не изменилась существенно (так как она не учитывается в соли).
Поэтому:
Массовая доля соли в растворе (CaCO₃):
[ \text{Масса соли} = 2,03 \text{ г} ]
Массовая доля соли:
[ \text{ω}{\text{соли}} = \frac{\text{м}{\text{соли}}}{\text{м}_{\text{раствора}}} = \frac{2,03 \text{ г}}{1000 \text{ г}} = 0,00203 \text{ или } 0,203\% ]
Таким образом, масса образовавшегося осадка (CaCO₃) составляет 2,03 г, а массовая доля соли в растворе составляет 0,203%.