Определите объем (н.у.) оксида углерода(IV), который выделится при действии соляной кислоты на 300 г мела, содержащего 90% карбоната кальция.

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.