Давайте подробно разберем задачу.
Дано:
- Масса раствора с азотной кислотой: 80 г
- Массовая доля азотной кислоты (HNO₃): 20%
Это означает, что в растворе содержится:
80 г × 20% = 80 г × 0,20 = 16 г HNO₃
- Не указано, что конкретно добавляли к карбонату кальция, предположим, что добавлена сама кислота, и задача — вычислить объем выделившегося газа (CO₂).
Шаг 1. Запись уравнения реакции
Кальций карбонат — это CaCO₃. В реакции с кислотой:
[ \mathrm{CaCO_3 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + CO_2 \uparrow + H_2O} ]
Это реакция взаимодействия оксида углерода с азотной кислотой.
Шаг 2. Определение количества вещества азотной кислоты
Молекулярная масса HNO₃:
- Ca: 40 г/моль
- C: 12 г/моль
- N: 14 г/моль
- O: 16 г/моль × 3 = 48 г/моль
МОЛЬМОЛЬНАЯ МАССА HNO₃ = 1 (H) + 14 (N) + 48 (3O) = 63 г/моль
Количество вещества HNO₃:
[ n_{HNO₃} = \frac{16, г}{63, г/моль} \approx 0,254 \text{ моль} ]
Шаг 3. Определение вещества CaCO₃
Из уравнения реакции видно, что на 2 моля HNO₃ требуется 1 mole CaCO₃.
Объем выделяющегося CO₂ при полном реагировании:
Количество молей CO₂:
[ n_{CO_2} = n_{HNO_3} \times \frac{1, \text{моль CaCO}_3}{2, \text{моля HNO}_3} = 0,254 \times \frac{1}{2} = 0,127, \text{моль} ]
Шаг 4. Расчет объема CO₂
Объем газа при нормальных условиях (0°C и 1 атм):
- 1 моль газа занимает примерно 22,4 литра.
Объем CO₂:
[ V_{CO_2} = 0,127, \text{моль} \times 22,4, \text{л/моль} \approx 2,85, \text{л} ]
Итог:
Объем выделившегося газа CO₂ составляет примерно 2,85 литра.
Если нужны более точные расчеты или уточнение условий (температура, давление), уточняйте!
