2. На 120 г известняка, содержащего 90% CaCO 3. подействовали избытком соляной кислоты. Вычислите объем (н.у.) выделившегося газа.
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.
