Для решения этой задачи, начнем с разбора химической реакции между карбонатом кальция (CaCO₃) и соляной кислотой (HCl):
Запишем уравнение реакции: \[ \text{CaCO₃ (тв) + 2HCl (р-р) → CaCl₂ (р-р) + CO₂ (г) + H₂O (ж)} \]
Найдем количество вещества соляной кислоты (HCl):
- Масса раствора HCl = 730 г.
- Массовая доля HCl в растворе = 20%.
- Масса HCl = 0.20 × 730 г = 146 г.
- Молярная масса HCl = 1 + 35.5 = 36.5 г/моль.
- Количество вещества HCl = 146 г / 36.5 г/моль ≈ 4 моль.
Определим количество карбоната кальция (CaCO₃), необходимого для реакции:
- Согласно уравнению реакции, на 2 моль HCl требуется 1 моль CaCO₃.
- У нас имеется 4 моль HCl, значит потребуется 2 моль CaCO₃.
Рассчитаем массу CaCO₃:
- Молярная масса CaCO₃ = 40 (Ca) + 12 (C) + 3×16 (O) = 100 г/моль.
- Масса CaCO₃ = 2 моль × 100 г/моль = 200 г.
Узнаем объем выделившегося CO₂:
- На 1 моль CaCO₃ выделяется 1 моль CO₂.
- Следовательно, из 2 моль CaCO₃ выделится 2 моль CO₂.
- При нормальных условиях (н.у.) объем одного моля газа = 22.4 л.
- Объем CO₂ = 2 моль × 22.4 л/моль = 44.8 л.
Ответ:
- Объем углекислого газа: 44.8 литра.
- Масса карбоната кальция, необходимого для реакции: 200 г.