К избытку карбоната кальция добавили 80 г раствора с массовой долей азотной кислоты 20%. Вычислите объем (н.у.) выделившегося газа.
Давайте подробно разберем задачу и решим ее шаг за шагом.
Дано:
- Масса раствора с азотной кислотой: 80 г
- Концентрация азотной кислоты: 20% (массовая доля)
- Не указано количество карбоната кальция — предположим, его избыток, то есть реакция идет до полного превращения кислоты
Шаг 1. Найти массу чистой азотной кислоты в растворе
Масса кислоты: \[ m_{\text{HNO}_3} = \frac{20}{100} \times 80\, \text{г} = 16\, \text{г} \]
Шаг 2. Определить количество вещества азотной кислоты
Молярная масса HNO₃: \[ M_{\text{HNO}_3} = 1 + 14 + (3 \times 16) = 63\, \text{г/моль} \]
Количество вещества: \[ n_{\text{HNO}_3} = \frac{m_{\text{HNO}_3}}{M_{\text{HNO}_3}} = \frac{16}{63} \approx 0,254\, \text{моль} \]
Шаг 3. Реакция между кальциевым карбонатом и азотной кислотой
Кальциевый карбонат реагирует: \[ \text{CaCO}_3 + 2 \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Ca(NO}_3)_2 + \text{CO}_2 \uparrow + \text{H}_2\text{O} \]
Из нее видно, что 1 моль CaCO₃ требуется 2 моль HNO₃, а выделяется 1 моль CO₂.
Шаг 4. Определить количество выделившегося CO₂
Количество вещества HNO₃ — 0,254 моль.
По стехиометрии: \[ n_{\text{CO}_2} = \frac{1}{2} \times n_{\text{HNO}_3} \approx \frac{1}{2} \times 0,254 \approx 0,127\, \text{моль} \]
Шаг 5. Найти объем выделившегося газа — CO₂ (нормальные условия)
Объем одного моля газа при н.у.: \[ V_{мол} = 22,4\, \text{л} \]
Объем CO₂: \[ V_{\text{CO}_2} = n_{\text{CO}_2} \times 22,4\, \text{л} = 0,127 \times 22,4 \approx 2,85\, \text{л} \]
Ответ:
Объем выделившегося газа при нормальных условиях составляет примерно 2,85 литров.
Если нужны более подробные объяснения или есть вопросы — пожалуйста, скажите!
