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!
