Вычислите объём углекислого газа (н.у.), который выделится при действии избытка карбоната кальция на 730 г 1%-ного раствора соляной кислоты.

Чтобы решить эту задачу, давайте разберёмся с химическими реакциями, происходящими при взаимодействии карбоната кальция (\(CaCO_3\)) и соляной кислоты (\(HCl\)).

Шаг 1: Записываем уравнение реакции

При добавлении карбоната кальция в соляную кислоту происходит следующая реакция:

\[ CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow \]

Из уравнения видно, что 1 моль карбоната кальция реагирует с 2 молями соляной кислоты, выделяя 1 моль углекислого газа (\(CO_2\)).

Шаг 2: Находим количество \(HCl\) в 1%-ном растворе

1%-ный раствор соляной кислоты означает, что в 100 г раствора содержится 1 г \(HCl\). Необходимо подсчитать, сколько \(HCl\) содержится в 730 г раствора:

\[ \text{Количество } HCl = \frac{1\, \text{г}}{100\, \text{г}} \times 730\, \text{г} = 7.3\, \text{г} \]

Шаг 3: Находим количество молей \(HCl\)

Теперь нам нужно перевести массу \(HCl\) в моли. Молярная масса \(HCl\) составляет примерно 36.46 г/моль:

\[ \text{Количество молей } HCl = \frac{7.3\, \text{г}}{36.46\, \text{г/моль}} \approx 0.200\, \text{моль} \]

Шаг 4: Определяем, сколько \(CaCO_3\) нужно для реакции

Из уравнения реакции видно, что для полного реагирования 2 моль \(HCl\) требуют 1 моль \(CaCO_3\). Поскольку у нас 0.200 моль \(HCl\), найдем, сколько моль \(CaCO_3\) нужно:

\[ \text{Количество молей } CaCO_3 = \frac{0.200\, \text{моль } HCl}{2} = 0.100\, \text{моль } \]

Шаг 5: Находим объём \(CO_2\)

Теперь нужно вычислить, сколько углекислого газа выделится. Согласно уравнению, 1 моль \(CaCO_3\) даёт 1 моль \(CO_2\). Значит, при реакции 0.100 моль \(CaCO_3\) будет выделено 0.100 моль \(CO_2\).

При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает объём 22.4 литра:

\[ \text{Объём } CO_2 = 0.100\, \text{моль} \times 22.4\, \text{л/моль} = 2.24\, \text{л} \]

Ответ

Объём углекислого газа (\(CO_2\)), который выделится при реакции, составляет 2.24 литра.