К избытку карбоната кальция добавили 80 г раствора с массовой долей азотной кислоты 20%. Вычислите объем (н.у.) выделившегося газа.

Давайте разберем задачу пошагово и подробно.

Дано:

• Масса раствора с азотной кислотой: \( 80\, г \)
• Массовая доля азотной кислоты: \( 20\% \)
• Не указано, что именно нужно найти — предполагаю объем выделившегося газа при реакции.

Нам нужно найти объем газа, выделившегося при реакции карбоната кальция с азотной кислотой, при этом условно считаем газ — это \(CO_2\) (углекислый газ), который выделяется при взаимодействии карбоната кальция (\(CaCO_3\)) с кислотой.

Шаг 1: Вычислим массу азотной кислоты в растворе

Масса HNO₃:

\[ m_{\text{HNO}_3} = \text{массa раствора} \times \text{массовая доля} = 80\, г \times 0.20 = 16\, г \]

Шаг 2: Определим число молей азотной кислоты

Молярная масса \( \mathrm{HNO}_3 \):

\[ M_{\mathrm{HNO}_3} = 1 + 14 + 48 = 63\, \text{г/моль} \]

Число молей \( \mathrm{HNO}_3 \):

\[ n_{\mathrm{HNO}_3} = \frac{m_{\mathrm{HNO}_3}}{M_{\mathrm{HNO}_3}} = \frac{16\, г}{63\, г/моль} \approx 0.25397\, \text{моль} \]

Шаг 3: Реакция между кальцием и кислотой

Реакция:

\[ CaCO_3 + 2\, \mathrm{HNO}_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + CO_2 + H_2O \]

Из уравнения видно, что на 1 молекулу \(CaCO_3\) нужно 2 моля \(HNO_3\).

Пожалуйста, обратите внимание: если в реакции участвует кислота, то она полностью реагирует соответственно со стехиометрией, то есть — число молей кислоты пропорционально.

Обратите внимание: у нас есть 0.254 моль кисоты, в то время как для реакции потребуется в два раза больше — то есть, чтобы полностью расходовать кислоты, нужно:

\[ \text{Моли } CaCO_3 = \frac{n_{HNO_3}}{2} = \frac{0.254}{2} \approx 0.127\, \text{моль} \]

Шаг 4: Определим количество выделяющегося \(CO_2\)

Из уравнения реакции видно, что при полном реагировании 1 моль \(CaCO_3\) выделяется 1 моль \(CO_2\).

Значит, выделится:

\[ n_{CO_2} = n_{CaCO_3} \approx 0.127\, \text{моль} \]

Шаг 5: Вычислим объем \(CO_2\) при н.у.

Объем одного моля газа при нулевых условиях (Нормальные условия):

\[ V_{1\,моль} \approx 22.4\, л \]

Тогда объем:

\[ V_{CO_2} = n_{CO_2} \times 22.4\, л \approx 0.127 \times 22.4 \approx 2.85\, л \]

Ответ:

Объем выделившегося газа \(CO_2\) при н.у. составляет примерно 2.85 литров.

Если нужно более точное решение или другой газ/условия — дайте знать!