Для решения этой задачи сначала нужно найти массу чистого кальция в мраморе, не учитывая примеси.
Итак, если 500 кг мрамора содержит 30% примесей, то масса чистого кальция составляет 70% от общей массы мрамора.
Масса чистого кальция = 500 кг × 0,70 = 350 кг
Следующим шагом нужно определить, сколько молярной массы углекислого газа (CO2) соответствует 350 кг кальция. Для этого используем уравнение реакции:
CaCO3 (кальций карбонат) + 2HCl (соляная кислота) → CaCl2 (хлорид кальция) + CO2 + H2O
Мольная масса CaCO3 = 40,08 г/моль (кальций) + 12,01 г/моль (углерод) + 48,00 г/моль (кислород) = 100,09 г/моль
Мольная масса CO2 = 12,01 г/моль (углерод) + 2 × 16,00 г/моль (кислород) = 44,01 г/моль
Теперь рассчитываем количество моль CO2, которое образуется при растворении 350 кг кальция:
Количество моль CO2 = масса кальция / мольную массу CaCO3 × количество моль CO2 из уравнения реакции
Количество моль CO2 = 350 кг / 100,09 г/моль × (1 моль CaCO3 : 1 моль CO2) = 3,499 моль CO2
Наконец, чтобы узнать объем углекислого газа, образующегося при реакции, используем уравнение состояния идеального газа: V = nRT/P, где V - объем газа, n - количество моль газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах, P - давление.
Давай предположим, что реакция происходит при стандартных условиях (температура 273,15 K и давление 1 атмосфера).
Тогда, подставляя значения, получим:
V = 3,499 моль × 0,0821 л × атм / К × моль × 273,15 K / 1 атмосфера ≈ 77,17 л
Таким образом, при растворении 500 кг мрамора с 30% примесей образуется примерно 77,17 л углекислого газа.
