Примените свои знания 3. С помощью какой химической реакции можно доказать, что в состав природных соединений кальция — известняка, мрамора, кальцита — входит карбонат этого металла? Напишите уравнение реакции в молекулярной и ионной формах. 4. Охарактеризуйте свойства оксида кальция как основного оксида. Ответ подтвер- дите уравнениями химических реакций в молекулярной и ионной формах. 5. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следую- щие превращения: a) Ca→ CaCl2 → CaCO3 → CaO → Ca(OH)2 → Ca(NO3)2 → CaF2 б) ВаСО3 → ВаO → Ba(OH)2 → BaCl2 → Ba3(PO4)2 Для реакций обмена запишите ионные уравнения. 6. При обработке 9,8 г смеси карбоната, гидроксида и сульфата кальция избытком соляной кислоты выделилось 0,896 л газа (н. у.) и осталось 2,1 г твёрдого остатка. Вычислите массовую долю компонентов в смеси.

• \(\mathrm{CaCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2NaCl}\)
• Полное ионное: \(\mathrm{Ca^{2+} + 2Cl^- + 2Na^+ + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3 \downarrow + 2Na^+ + 2Cl^-}\)
• Сокращенное ионное: \(\mathrm{Ca^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3 \downarrow}\)
• \(\mathrm{Ca(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + 2H_2O}\)
• Полное ионное: \(\mathrm{Ca^{2+} + 2OH^- + 2H^+ + 2NO_3^- \rightarrow Ca^{2+} + 2NO_3^- + 2H_2O}\)
• Сокращенное ионное: \(\mathrm{2OH^- + 2H^+ \rightarrow 2H_2O \ или H^+ + OH^- \rightarrow H_2O}\)
• \(\mathrm{Ca(NO_3)_2 + 2NaF \rightarrow CaF_2 \downarrow + 2NaNO_3}\)
• Полное ионное: \(\mathrm{Ca^{2+} + 2NO_3^- + 2Na^+ + 2F^- \rightarrow CaF_2 \downarrow + 2Na^+ + 2NO_3^-}\)
• Сокращенное ионное: \(\mathrm{Ca^{2+} + 2F^- \rightarrow CaF_2 \downarrow}\)
• \(\mathrm{Ba(OH)_2 + 2HCl \rightarrow BaCl_2 + 2H_2O}\)
• Полное ионное: \(\mathrm{Ba^{2+} + 2OH^- + 2H^+ + 2Cl^- \rightarrow Ba^{2+} + 2Cl^- + 2H_2O}\)
• Сокращенное ионное: \(\mathrm{2OH^- + 2H^+ \rightarrow 2H_2O \ или H^+ + OH^- \rightarrow H_2O}\)
• \(\mathrm{3BaCl_2 + 2Na_3PO_4 \rightarrow Ba_3(PO_4)_2 \downarrow + 6NaCl}\)
• Полное ионное: \(\mathrm{3Ba^{2+} + 6Cl^- + 6Na^+ + 2PO_4^{3-} \rightarrow Ba_3(PO_4)_2 \downarrow + 6Na^+ + 6Cl^-}\)
• Сокращенное ионное: \(\mathrm{3Ba^{2+} + 2PO_4^{3-} \rightarrow Ba_3(PO_4)_2 \downarrow}\)

6. Расчет массовой доли компонентов в смеси:

Дано:

• Масса смеси \(\mathrm{m_{смеси} = 9.8 \ г}\)
• Объем выделившегося газа \(\mathrm{V(CO_2) = 0.896 \ л}\)
• Масса твердого остатка \(\mathrm{m_{ост} = 2.1 \ г}\)

Найти: \(\mathrm{\omega(CaCO_3)}, \ \mathrm{\omega(Ca(OH)_2)}, \ \mathrm{\omega(CaSO_4)}\)

Решение:

1. Реакция карбоната кальция с соляной кислотой: \[\mathrm{CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow}\]
2. Реакция гидроксида кальция с соляной кислотой: \[\mathrm{Ca(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O}\]
3. Сульфат кальция не реагирует с соляной кислотой, поэтому остается в осадке.
4. Найдем количество вещества выделившегося углекислого газа: \[\mathrm{n(CO_2) = \frac{V(CO_2)}{V_m} = \frac{0.896 \ л}{22.4 \ л/моль} = 0.04 \ моль}\]
5. Так как \(\mathrm{n(CO_2) = n(CaCO_3)}\), то количество вещества карбоната кальция равно 0.04 моль.
6. Найдем массу карбоната кальция: \[\mathrm{m(CaCO_3) = n(CaCO_3) \cdot M(CaCO_3) = 0.04 \ моль \cdot 100 \ г/моль = 4 \ г}\]
7. Масса сульфата кальция равна массе твердого остатка: \(\mathrm{m(CaSO_4) = 2.1 \ г}\)
8. Найдем массу гидроксида кальция: \[\mathrm{m(Ca(OH)_2) = m_{смеси} - m(CaCO_3) - m(CaSO_4) = 9.8 \ г - 4 \ г - 2.1 \ г = 3.7 \ г}\]
9. Найдем массовые доли компонентов в смеси: \[\mathrm{\omega(CaCO_3) = \frac{m(CaCO_3)}{m_{смеси}} \cdot 100\% = \frac{4 \ г}{9.8 \ г} \cdot 100\% \approx 40.82\%}\] \[\mathrm{\omega(Ca(OH)_2) = \frac{m(Ca(OH)_2)}{m_{смеси}} \cdot 100\% = \frac{3.7 \ г}{9.8 \ г} \cdot 100\% \approx 37.76\%}\] \[\mathrm{\omega(CaSO_4) = \frac{m(CaSO_4)}{m_{смеси}} \cdot 100\% = \frac{2.1 \ г}{9.8 \ г} \cdot 100\% \approx 21.43\%}\]

Ответ:

• \(\mathrm{\omega(CaCO_3) \approx 40.82\%}\)
• \(\mathrm{\omega(Ca(OH)_2) \approx 37.76\%}\)
• \(\mathrm{\omega(CaSO_4) \approx 21.43\%}\)