برای حل این مسئله، مراحل زیر را دنبال میکنیم:
1. **محاسبه مول گاز تولید شده**:
حجم گاز جمعآوری شده برابر 0.1 لیتر است. در شرایط STP، هر مول گاز 22.4 لیتر حجم دارد، بنابراین تعداد مولهای گاز تولید شده:
\[
\text{مولها} = \frac{0.1}{22.4} \approx 0.00446 \text{ مول}
\]
2. **تشخیص واکنشدهنده اصلی**:
فقط CaC₂ در واکنش با آب، گاز تولید میکند. واکنش تولید اتیلن (C₂H₂) به صورت زیر است:
\[
\text{CaC}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2 + \text{C}_2\text{H}_2 \uparrow
\]
بنابراین، 0.00446 مول CaC₂ مصرف شده است.
3. **محاسبه جرم CaC₂ و CaO**:
جرم مولی CaC₂: \( 40 + 2 \times 12 = 64 \, \text{g/mol} \)
جرم CaC₂ مصرف شده: \( 0.00446 \times 64 \approx 0.285 \, \text{g} \)
از مجموع 5 گرم مخلوط: \( 5 - 0.285 = 4.715 \, \text{g} \) مربوط به CaO است.
4. **محاسبه درصد وزنی CaO**:
\[
\text{درصد جرمی CaO} = \frac{4.715}{5} \times 100 \approx 94.3\%
\]
بنابراین، درصد جرمی کلسیم اکسید (CaO) در مخلوط تقریباً 94.3% است.
**سطح سوال**: این سوال ترکیبی از محاسبات استوکیومتری و مفاهیم پایهای شیمی دهم محسوب میشود و میتوان آن را متوسط تا پیشرفته در نظر گرفت، زیرا نیازمند درک واکنشهای شیمیایی و استفاده از شرایط استاندارد برای محاسبه حجم گاز است.
