Для решения этой задачи сначала определим количество вещества (молей) соляной кислоты, а затем найдем, сколько мрамора (карбоната кальция) потребуется для реакции.
Определим массу хлороводородной кислоты (HCl): 20% раствор соляной кислоты означает, что в 100 г раствора содержится 20 г HCl. В 730 г раствора будет:
\[ \text{масса HCl} = \frac{20 \, \text{г}}{100 \, \text{г}} \times 730 \, \text{г} = 146 \, \text{г} \]
Найдем количество вещества HCl: Молярная масса HCl приблизительно равна 36,5 г/моль. Тогда количество вещества HCl:
\[ n_{\text{HCl}} = \frac{146 \, \text{г}}{36,5 \, \text{г/моль}} \approx 4,0 \, \text{моль} \]
Составим уравнение реакции: Реакция карбоната кальция (CaCO₃) с соляной кислотой протекает по уравнению:
\[ \text{CaCO}_3 + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \]
Из уравнения видно, что 1 моль CaCO₃ реагирует с 2 моль HCl.
Определим количество вещества CaCO₃: Значит, количество карбоната кальция, необходимое для реакции с 4,0 моль HCl:
\[ n_{\text{CaCO}_3} = \frac{n_{\text{HCl}}}{2} = \frac{4,0}{2} = 2,0 \, \text{моль} \]
Теперь найдем количество углекислого газа (CO₂), образующегося в результате реакции: По уравнению реакции 1 моль CaCO₃ дает 1 моль CO₂. Таким образом, количество углекислого газа будет равно количеству CaCO₃:
\[ n_{\text{CO}_2} = n_{\text{CaCO}_3} = 2,0 \, \text{моль} \]
Найдем объем углекислого газа при нормальных условиях: При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает 22,4 л. Следовательно, объем CO₂:
\[ V_{\text{CO}_2} = n_{\text{CO}_2} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 2,0 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 44,8 \, \text{л} \]
Итак, ответ на ваш вопрос:
- Объем углекислого газа, образующегося при реакции: 44,8 литра.
- Количество карбоната кальция, необходимое для реакции: 2,0 моль.