Давайте решим задачу о нахождении объема оксида углерода(IV), также известного как углекислый газ (( \text{CO}_2 )), который выделится при реакции соляной кислоты с мелом, содержащим 90% карбоната кальция (( \text{CaCO}_3 )).
Шаг 1: Определение массы (\text{CaCO}_3) в меле
Масса мела = 300 г
Содержание карбоната кальция в меле = 90%
Масса (\text{CaCO}_3) = (300 \times 0.9 = 270 , \text{г})
Шаг 2: Химическая реакция
Реакция между карбонатом кальция и соляной кислотой выражается уравнением:
[
\text{CaCO}_3 + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}
]
Шаг 3: Рассчет количества вещества (\text{CaCO}_3)
Молярная масса (\text{CaCO}_3):
[
\text{Ca} = 40 , \text{г/моль}, , \text{C} = 12 , \text{г/моль}, , \text{O} = 16 , \text{г/моль} ]
[
\text{М}( \text{CaCO}_3 ) = 40 + 12 + 3 \times 16 = 100 , \text{г/моль}
]
Количество моль (\text{CaCO}_3):
[
n(\text{CaCO}_3) = \frac{270 , \text{г}}{100 , \text{г/моль}} = 2.7 , \text{моль}
]
Шаг 4: Количество образующегося (\text{CO}_2)
Согласно уравнению, 1 моль (\text{CaCO}_3) выделяет 1 моль (\text{CO}_2). Следовательно, 2.7 моль (\text{CaCO}_3) выделит 2.7 моль (\text{CO}_2).
Шаг 5: Объем (\text{CO}_2) при нормальных условиях
Молярный объем газа при нормальных условиях (н.у.) = 22.4 Л/моль.
Объем (\text{CO}_2):
[
V(\text{CO}_2) = 2.7 , \text{моль} \times 22.4 , \text{Л/моль} = 60.48 , \text{Л}
]
Таким образом, при реакции 300 г мела выделится (60.48) литров оксида углерода(IV) при нормальных условиях.
