Задача 1. Запишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: Ca Ca(OH)₂ Ca(HCO₃)₂ CaCO₃ CaO Ca.

Решение:

При взаимодействии кальция с водой образуется гидроксид кальция и выделяется водород:

Ca + 2H₂O = Ca(OH)₂ + H₂.

При пропускании углекислого газа через раствор гидроксида калия образуется гидрокарбонат кальция:

Ca(OH)₂ + 2CO₂ = Ca(HCO₃)₂.

Карбонат кальция образуется при взаимодействии гидрокарбоната с гидроксидом кальция:

Ca(HСО₃)₂ + Cа(OН)₂ = 2CaCO₃ + 2H₂O.

В результате термического разложения карбоната кальция образуется оксид:

CaCO₃ = CaO + CO₂.

При алюмотермическом восстановлении оксида получится металлический кальций:

4CaO + 2Al = 3Ca + CaAl₂O₄.

Задача 2. Для растворения смеси оксида и карбоната магния потребовалось 400 мл 2 моль/л раствора соляной кислоты. В результате взаимодействия выделилось 6,72 л газа. Определите массы веществ в смеси.

Дано:

V (р-ра HCl) = 400 мл

C_M = 2 моль/л

V (газа) = 6,72 л

М (MgO) = 40 г/моль

М (MgСO₃) = 84 г/моль

Найти:

m (MgО)

m (MgCO₃)

Решение:

Запишем уравнения реакций взаимодействия компонентов смеси с соляной кислотой:

MgO + 2HCl = MgCl₂ + H₂O,                                                                      (1)

MgCO₃ + 2HCl = MgCl₂ + CO₂­ + H₂O.                                                     (2)

Газ выделяется только в реакции (2), при взаимодействии карбоната магния и кислоты. Вычислим количество образовавшегося газа и определим количество карбоната магния:

(моль),

по уравнению реакции (2) 1 моль газа образуется из 1 моль карбоната магния, следовательно, 0,3 моль газа образуется из 0,3 моль карбоната магния. Масса карбоната магния равна:

m (MgCO₃) = n · M = 0,3 · 84 = 25,2 (г).

Определить количество оксида магния в смеси можно, зная количество соляной кислоты, пошедшей на реакцию (1). Вычислим общее количество соляной кислоты. По определению молярной концентрации:

, тогда:

n (HCl) = C_M · V(р-ра) = 2 · 0,4 = 0,8 (моль).

По уравнению реакции (2) 1 моль карбоната магния соответствует 2 моль соляной кислоты, в смеси имеется 0,3 моль карбоната, следовательно, на его растворение израсходовано 0,6 моль кислоты. Оставшаяся кислота реагирует с оксидом магния. Вычислим количество кислоты, пошедшей на реакцию (1):

n₁ (HCl) = n (HCl) – n₂ (HCl) = 0,8 – 0,6 = 0,2 (моль),

то есть во взаимодействие с оксидом вступает 0,2 моль кислоты. По уравнению реакции (1) 1 моль оксида магния соответствует 2 моль кислоты, следовательно, 0,2 моль кислоты реагирует с 0,1 моль оксида. Масса оксида равна:

m (MgO) = n · M = 0,1 · 40 = 4 (г).

Ответ: m (MgО) = 4 г; m (MgCO₃) = 25,2 г.