Из 200 кг карбоната кальция при взаимодействии с азотной кислотой был получен нитрат кальция массой 311,6 кг. Вычислите выход (%) данной реакции.(округлите до целых) 86 95 48

Чтобы решить задачу о выходе реакции, следуем пошагово.

1. Понимание реакции

В данной задаче нам нужно рассмотреть реакцию между карбонатом кальция (CaCO₃) и азотной кислотой (HNO₃). В результате этой реакции образуется нитрат кальция (Ca(NO₃)₂), угольная кислота (H₂CO₃), которая разлагается на воду (H₂O) и углекислый газ (CO₂).

Уравнение реакции выглядит следующим образом:

\[ \text{CaCO}_3 + 2\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Ca(NO}_3\text{)}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \]

2. Молярные массы

Сначала определим молярные массы реагентов и продуктов:

• Молярная масса CaCO₃: \[ \text{Ca} = 40,08\, \text{г/моль} + \text{C} = 12,01\, \text{г/моль} + 3 \times \text{O} = 3 \times 16,00\, \text{г/моль} = 60,00\, \text{г/моль} = 100,09\, \text{г/моль} \]

• Молярная масса Ca(NO₃)₂: \[ \text{Ca} = 40,08\, \text{г/моль} + 2 \times (\text{N} = 14,01\, \text{г/моль} + 3 \times \text{O} = 3 \times 16,00\, \text{г/моль}) = 40,08\, \text{г/моль} + 2 \times (14,01 + 48,00) = 40,08\, \text{г/моль} + 124,02\, \text{г/моль} = 164,10\, \text{г/моль} \]

3. Расчет молей реагентов

Теперь посчитаем количество молей карбоната кальция, исходя из его массы:

\[ n(\text{CaCO}_3) = \frac{m}{M} = \frac{200\, \text{кг}}{100,09\, \text{г/моль}} = \frac{200000\, \text{г}}{100,09\, \text{г/моль}} \approx 1998,73\, \text{моль} \]

4. Определение теоретического выхода

По уравнению реакции: 1 моль CaCO₃ дает 1 моль Ca(NO₃)₂, значит теоретический выход Ca(NO₃)₂ будет равен количеству молей CaCO₃, что составляет 1998,73 моль.

Теперь переводим это количество молей в массу: \[ m(\text{Ca(NO}_3\text{)}_2) = n \times M = 1998,73\, \text{моль} \times 164,10\, \text{г/моль} \approx 328001,53\, \text{г} = 328,00\, \text{кг} \]

5. Рассчет выходе реакции

Полный выход (выход в %) рассчитывается по формуле:

\[ \text{Выход (\%)} = \left(\frac{\text{масса полученного продукта}}{\text{теоретическая масса}} \right) \times 100\% = \left(\frac{311,6\, \text{кг}}{328,00\, \text{кг}} \right) \times 100\% \]

Вычисляем:

\[ \text{Выход (\%)} \approx \left(\frac{311,6}{328,00} \right) \times 100\% \approx 95,03\% \]

6. Округление

Округляем до целого числа:

\[ \text{Выход (\%)} \approx 95\% \]

Ответ

Выход данной реакции составляет примерно 95%.