Для решения данной задачи нужно вычислить объем газа, который выделится при реакции карбоната кальция с соляной кислотой. Давайте разберёмся шаг за шагом.
Шаг 1: Определение массы карбоната кальция в образце
Известно, что у нас есть 300 г известняка, содержащего 75% карбоната кальция (CaCO₃). Сначала найдём массу карбоната кальция в образце:
[
\text{Масса CaCO}_3 = 300 , \text{г} \times 0.75 = 225 , \text{г}
]
Шаг 2: Запись уравнения реакции
Карбонат кальция реагирует с соляной кислотой (HCl) по следующему уравнению:
[
\text{CaCO}_3 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow
]
При этой реакции выделяется углекислый газ (CO₂).
Шаг 3: Определение числа моль карбоната кальция
Теперь найдём количество моль карбоната кальция в 225 г. Для этого используем молярную массу CaCO₃, которая равна:
[
\text{Ca} = 40 , \text{г/моль}, \quad \text{C} = 12 , \text{г/моль}, \quad \text{O} = 16 , \text{г/моль} \Rightarrow \text{Molar mass of CaCO}_3 = 40 + 12 + 3 \times 16 = 100 , \text{г/моль}
]
Теперь вычислим число моль:
[
n = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}} = \frac{225 , \text{г}}{100 , \text{г/моль}} = 2.25 , \text{моль} , \text{CaCO}_3
]
Шаг 4: Определение числа моль выделившегося углекислого газа
Согласно уравнению реакции, 1 моль карбоната кальция даёт 1 моль углекислого газа. Следовательно, количество выделившегося CO₂ также равно 2.25 моль.
Шаг 5: Вычисление объема углекислого газа при нормальных условиях
При нормальных условиях 1 моль газа занимает объём 22.4 литра. Найдём объём выделившегося углекислого газа:
[
V = n \times 22.4 , \text{л/моль} = 2.25 , \text{моль} \times 22.4 , \text{л/моль} = 50.4 , \text{л}
]
Итог
Объем углекислого газа, выделившегося при реакции, составляет 50.4 литра.
