К избытку карбоната кальция добавили 70 г раствора с массовой долей соляной кислоты 10%. Вычислите объем (н.у.) выделившегося газа.

Для решения задачи нужно определить объем газа, выделившегося при реакции карбоната кальция (CaCO₃) с соляной кислотой (HCl). Пошагово разберем, что происходит и как найти искомое.

Шаг 1: Записать уравнение реакции

Карбонат кальция взаимодействует с соляной кислотой по уравнению:

\[ \text{CaCO}_3 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{CO}_2\uparrow + \text{H}_2\text{O} \]

Из этого уравнения видно, что 1 молекула CaCO₃ реагирует с 2 молекулами HCl, и в результате выделяется газ CO₂.

Шаг 2: Определить массу HCl в растворе

Дана масса раствора — 70 г, причем массовая доля HCl — 10%.

Масса HCl:

\[ m_{\text{HCl}} = \frac{10}{100} \times 70\,\text{г} = 7\,\text{г} \]

Масса воды в растворе:

\[ m_{\text{вода}} = 70\,\text{г} - 7\,\text{г} = 63\,\text{г} \]

Шаг 3: Найти количество моль HCl

Молярная масса HCl:

\[ M_{\text{HCl}} = 36,46\,\text{г/моль} \]

Количество молей:

\[ n_{\text{HCl}} = \frac{m_{\text{HCl}}}{M_{\text{HCl}}} = \frac{7\,\text{г}}{36,46\,\text{г/моль}} \approx 0,192\,\text{моль} \]

Шаг 4: Определить, сколько моль CaCO₃ реагирует

Из уравнения реакции видно, что 2 mol HCl реагируют с 1 mol CaCO₃. Найдем, сколько молей HCl потребуется для реакции с определенным количеством CaCO₃, и определим, сколько его точно есть.

Моль HCl — 0,192. Тогда количество молей CaCO₃, которые полностью могут реагировать:

\[ n_{\text{CaCO}_3} = \frac{n_{\text{HCl}}}{2} = \frac{0,192}{2} = 0,096\,\text{моль} \]

Шаг 5: Вычислить объем выделенного CO₂

Объем газа при н.у. — 22,4 литра на 1 моль.

Объем CO₂:

\[ V_{\text{CO}_2} = n_{\text{CO}_2} \times 22,4\,\text{л} \]

Из уравнения реакции четко видно, что 1 mol CaCO₃ выделяет 1 mol CO₂. Значит:

\[ n_{\text{CO}_2} = n_{\text{CaCO}_3} = 0,096\,\text{моль} \]

Следовательно,

\[ V_{\text{CO}_2} = 0,096 \times 22,4\,\text{л} \approx 2,15\,\text{л} \]

Ответ:

Объем выделившегося газа CO₂ приблизительно 2,15 литров при н.у.

Если нужно, могу объяснить подробнее или ответить на дополнительные вопросы.