Чтобы решить задачу, начнём с расчёта того, сколько углекислого газа (CO₂) выделилось при реакции карбоната кальция (CaCO₃) с соляной кислотой (HCl).
Шаг 1: Определим информацию из условия задачи
- Масса раствора (включая CaCl₂ и другие продукты реакции) = 222 г.
- Массовая доля хлорида кальция (CaCl₂) = 10%.
Шаг 2: Рассчитаем массу хлорида кальция в получившемся растворе
Масса хлорида кальция рассчитывается по формуле:
[
\text{Масса CaCl₂} = \text{Масса раствора} \times \left( \frac{\text{массовая доля CaCl₂}}{100} \right)
]
Подставляем известные значения:
[
\text{Масса CaCl₂} = 222, \text{г} \times \left( \frac{10}{100} \right) = 22.2, \text{г}
]
Шаг 3: Найдём массу других продуктов реакции
Чтобы узнать, сколько осталось раствора, вычтем массу CaCl₂ из общей массы раствора:
[
\text{Масса других продуктов} = 222, \text{г} - 22.2, \text{г} = 199.8, \text{г}
]
Шаг 4: Напишем уравнение реакции
Реакция между карбонатом кальция и соляной кислотой выглядит следующим образом:
[
\text{CaCO₃} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl₂} + \text{H₂O} + \text{CO₂} \uparrow
]
Из уравнения видно, что из 1 моль карбоната кальция выделяется 1 моль углекислого газа.
Шаг 5: Определим, сколько карбоната кальция было в реакции
Сначала нам нужно узнать количество моль CaCl₂, образовавшегося в результате реакции. Используем молярную массу CaCl₂:
- Молярная масса CaCl₂ = 40 (Ca) + 2 × 35.5 (Cl) = 111 г/моль.
Теперь рассчитаем количество моль CaCl₂:
[
\text{Количество моль CaCl₂} = \frac{\text{Масса CaCl₂}}{\text{Молярная масса CaCl₂}} = \frac{22.2, \text{г}}{111, \text{г/моль}} \approx 0.2, \text{моль}
]
Согласно уравнению реакции, количество моль карбоната кальция, всего участвовавшего в реакции, будет также равно:
[
\text{Количество моль CaCO₃} = 0.2, \text{моль}
]
Шаг 6: Рассчитаем, сколько углекислого газа выделилось
Из уравнения реакции видно, что 1 моль карбоната кальция дает 1 моль углекислого газа. Таким образом,
[
\text{Количество моль CO₂} = 0.2, \text{моль}
]
Шаг 7: Наконец, найдем массу углекислого газа
Молярная масса CO₂ = 12 (C) + 2 × 16 (O) = 44 г/моль.
Теперь рассчитаем массу углекислого газа:
[
\text{Масса CO₂} = \text{Количество моль CO₂} \times \text{Молярная масса CO₂} = 0.2, \text{моль} \times 44, \text{г/моль} = 8.8, \text{г}
]
Ответ:
Объём углекислого газа, который выделился при действии избытка соляной кислоты на карбонат кальция, составляет 8.8 грамм.
