Чтобы решить задачу, начнем с определения, что такое известняк и как он взаимодействует с соляной кислотой (HCl).
Известняк в основном состоит из карбоната кальция (CaCO₃). При взаимодействии с соляной кислотой он разлагается с выделением углекислого газа (CO₂) по следующей реакции:
[
\text{CaCO}_3 (s) + 2\text{HCl} (aq) \rightarrow \text{CaCl}_2 (aq) + \text{H}_2\text{O} (l) + \text{CO}_2 (g)
]
Шаг 1: Определение чистого массого CaCO₃
Вычислим массу примесей в известняке:
[
\text{Масса примесей} = 20% \text{ от } 220 \text{ г} = 0.2 \times 220 \text{ г} = 44 \text{ г}
]
Теперь найдем массу чистого карбоната кальция (CaCO₃):
[
\text{Масса CaCO}_3 = 220 \text{ г} - 44 \text{ г} = 176 \text{ г}
]
Шаг 2: Найдем количество молей CaCO₃
Теперь мы можем рассчитать количество молей CaCO₃, используя его молярную массу. Молярная масса CaCO₃ рассчитывается следующим образом:
- Ca (Кальций) = 40 г/моль
- C (Углерод) = 12 г/моль
- O (Кислород) = 16 г/моль
Итак,
[
\text{Молярная масса CaCO}_3 = 40 + 12 + (3 \times 16) = 100 \text{ г/моль}
]
Количество молей CaCO₃:
[
n = \frac{\text{Масса CaCO}_3}{\text{Молярная масса CaCO}_3} = \frac{176 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 1.76 \text{ моль}
]
Шаг 3: Определим количество углекислого газа
Согласно уравнению реакции, 1 моль CaCO₃ дает 1 моль CO₂. Следовательно, 1.76 моль CaCO₃ дадут 1.76 моль CO₂.
Шаг 4: Найдем объем углекислого газа при нормальных условиях
При нормальных условиях (0°C и 1 атмосфера) 1 моль идеального газа занимает объем 22.4 л. Поэтому, объем углекислого газа можно рассчитать следующим образом:
[
V = n \times 22.4 \text{ л/моль} = 1.76 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} \approx 39.424 \text{ л}
]
Ответ
Объем полученного углекислого газа составит примерно 39.4 литров (округлено до одного знака после запятой).
