5. Кислород объёмом 11,2дм³ (при н.у.) прореагировал с кальцием, полученное вещество растворили в воде. Определите массу образовавшегося основания.

Задание 5. Определение массы основания

Для решения этой задачи нам нужно пройти несколько этапов: рассчитать количество вещества кислорода, определить, какое вещество образовалось при его реакции с кальцием, и затем найти массу основания, которое получилось при растворении этого вещества в воде.

1. Расчет количества вещества кислорода:

Дано: объём кислорода V(O₂) = 11,2 дм³ (при нормальных условиях, н.у.).

Молярный объём газов при н.у. равен 22,4 дм³/моль.

Количество вещества кислорода (n) рассчитывается по формуле:

\[ n = \frac{V}{V_m} \]

Где:

• V — объём газа (11,2 дм³)
• V_m — молярный объём (22,4 дм³/моль)

\[ n(O_2) = \frac{11.2 \text{ дм}^3}{22.4 \text{ дм}^3/\text{моль}} = 0.5 \text{ моль} \]

2. Определение вещества, образовавшегося при реакции кислорода с кальцием:

Кальций (Ca) — металл, кислород (O₂) — неметалл. Они реагируют друг с другом с образованием оксида кальция (CaO).

Уравнение реакции:

\[ 2Ca + O_2 \rightarrow 2CaO \]

Из уравнения видно, что 1 моль O₂ реагирует с 2 моль Ca, образуя 2 моль CaO.

Так как у нас есть 0,5 моль O₂, то образуется:

\[ n(CaO) = n(O_2) \cdot 2 = 0.5 \text{ моль} \cdot 2 = 1 \text{ моль} \]

3. Растворение полученного вещества в воде и определение основания:

Полученный оксид кальция (CaO) растворили в воде. Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов при взаимодействии с водой образуют основания (гидроксиды).

Уравнение реакции:

\[ CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 \]

Образовалось основание — гидроксид кальция (Ca(OH)₂).

Из уравнения видно, что 1 моль CaO реагирует с водой, образуя 1 моль Ca(OH)₂.

Следовательно, у нас образовался 1 моль Ca(OH)₂.

4. Расчет массы образовавшегося основания (Ca(OH)₂):

Чтобы найти массу, нам нужна молярная масса Ca(OH)₂.

Молярная масса Ca(OH)₂ = M(Ca) + 2 * (M(O) + M(H)) = 40 г/моль + 2 * (16 г/моль + 1 г/моль) = 40 + 2 * 17 = 40 + 34 = 74 г/моль.

Масса (m) рассчитывается по формуле:

\[ m = n \cdot M \]

Где:

• n — количество вещества (1 моль)
• M — молярная масса (74 г/моль)

\[ m(Ca(OH)_2) = 1 \text{ моль} \cdot 74 \text{ г/моль} = 74 \text{ г} \]

Ответ: Масса образовавшегося основания (гидроксида кальция) составляет 74 г.