Для решения данной задачи нам следует использовать химическое уравнение реакции крейды с нитратной кислотой:
CaCO3 (крейда) + 2HNO3 (нитратная кислота) → Ca(NO3)2 (нитрат кальция) + CO2 (углекислый газ) + H2O (вода)
Сначала определим количество вещества крейды (CaCO3) в 150 мл раствора нитратной кислоты:
Масса нитрата кислоты в растворе = объем раствора × плотность кислоты = 150 мл × 1,18 г/мл = 177 г
Массовая доля кислоты в растворе = (масса кислоты / масса раствора) × 100% = (177 г / 150 мл) × 100% = 12,8%
Таким образом, масса кислоты в растворе составляет 22,68 г.
Далее, рассчитаем количество вещества крейды, необходимое для реакции с этим количеством кислоты, учитывая стехиометрию реакции: 1 моль CaCO3 соответствует 2 моля HNO3.
Молярная масса CaCO3 = 40,08 г/моль Молярная масса HNO3 = 63,01 г/моль
Масса крейды, необходимая для реакции = (22,68 г кислоты × 1 моль CaCO3 / 2 моля HNO3) × (40,08 г/моль CaCO3) = 9,06 г
Теперь, зная массу CaCO3, которая прореагирует, можно определить объем CO2, который образуется в результате реакции. В соответствии с уравнением, 1 моль CaCO3 порождает 1 моль CO2.
Молярная масса CO2 = 44,01 г/моль
Объем CO2 = (масса CaCO3 / молярная масса CaCO3) × объем CO2 / 1 моль = (9,06 г / 40,08 г/моль) × 24,45 л/моль = 5,52 л
Таким образом, объем углекислого газа (CO2), который образуется в результате реакции крейды с раствором нитратной кислоты составляет 5,52 л.
