Чтобы решить эту задачу, начнем с того, что определим, какие реакции происходят и как использовать данные о реакции между известняком (CaCO₃) и соляной кислотой (HCl).
Шаг 1: Запись реакции
Когда известняк (карбонат кальция, CaCO₃) реагирует с соляной кислотой (HCl), происходит следующая реакция:
[
\text{CaCO}_3 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2
]
Из реакции видно, что 1 моль CaCO₃ выделяет 1 моль углекислого газа (CO₂).
Шаг 2: Найдем количество вещества CaCO₃ в известняке
Известно, что у нас есть 120 г известняка, который содержит 90% CaCO₃. Найдем массу CaCO₃:
[
\text{Масса CaCO}_3 = 120 , \text{г} \times 0,9 = 108 , \text{г}
]
Шаг 3: Вычислим количество вещества CaCO₃
Для вычисления количества вещества (в молях) необходимо знать молярную массу CaCO₃:
- Молярная масса CaCO₃:
- Ca = 40,08 г/моль
- C = 12,01 г/моль
- O = 16,00 г/моль × 3 = 48,00 г/моль
- Итого: ( 40,08 + 12,01 + 48,00 = 100,09 ) г/моль
Теперь найдем количество вещества CaCO₃:
[
n = \frac{m}{M} = \frac{108 , \text{г}}{100,09 , \text{г/моль}} \approx 1,08 , \text{моль}
]
Шаг 4: Найдем количество газа CO₂
Согласно реакции, 1 моль CaCO₃ дает 1 моль CO₂. Значит, количество образовавшегося газа также будет:
[
n_{\text{CO}2} = n{\text{CaCO}_3} = 1,08 , \text{моль}
]
Шаг 5: Вычислим объем газа CO₂ при н.у.
При нормальных условиях (н.у.), 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Поэтому, объем образовавшегося газа CO₂ можно найти следующим образом:
[
V_{\text{CO}2} = n{\text{CO}_2} \times 22,4 , \text{л/моль}
]
Подставим найденное количество вещества:
[
V_{\text{CO}_2} = 1,08 , \text{моль} \times 22,4 , \text{л/моль} \approx 24,2 , \text{л}
]
Итоговый ответ
Таким образом, объем газа, выделившегося в результате реакции, составляет примерно 24,2 литра при нормальных условиях.
