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

Чтобы решить задачу, рассмотрим химическую реакцию и сделаем необходимые расчёты.

Химическая реакция

При действии соляной кислоты (\(HCl\)) на карбонат кальция (\(CaCO_3\)) выделяется углекислый газ (\(CO_2\)), по уравнению реакции:

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

Исходные данные

1. Масса мела = 300 г
2. Содержание \(CaCO_3\) в меле = 90%

Следовательно, масса чистого \(CaCO_3\) будет:

\[ \text{Масса } CaCO_3 = 300 \, \text{г} \times 0.9 = 270 \, \text{г} \]

Мольные массы веществ

• \(M(CaCO_3) = 40 (\text{Ca}) + 12 (\text{C}) + 3 \times 16 (\text{O}) = 100 \, \text{г/моль}\)
• \(M(CO_2) = 12 (\text{C}) + 2 \times 16 (\text{O}) = 44 \, \text{г/моль}\)

Расчёт количества вещества

1. Найдем количество моль \(CaCO_3\):

\[ n(CaCO_3) = \frac{270 \, \text{г}}{100 \, \text{г/моль}} = 2.7 \, \text{моль} \]

2. Из уравнения реакции видно, что 1 моль \(CaCO_3\) выделяет 1 моль \(CO_2\). Значит, \(n(CO_2) = 2.7 \, \text{моль}\).

Объём выделившегося \(CO_2\)

При нормальных условиях (н.у., 0°C и 1 атм) 1 моль идеального газа занимает 22.4 литра.

\[ V(CO_2) = 2.7 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 60.48 \, \text{л} \]

Ответ

Объём оксида углерода(IV) (\(CO_2\)), который выделится, составляет 60.48 литров.