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

Давайте подробно решим задачу по химии. Задача касается реакции карбоната кальция (CaCO₃) с соляной кислотой (HCl), при которой выделяется диоксид углерода (CO₂).

Дано:

• Масса раствора HCl: 70 г
• Массовая доля HCl: 10%
• Объем газа CO₂, выделившийся в результате реакции, нужно найти (нормальные условия).

Шаг 1. Вычислим массу HCl в растворе

Масса HCl: \[ m_{HCl} = \text{массова доля} \times \text{масса раствора} = 0{,}10 \times 70\,\text{г} = 7\,\text{г} \]

Шаг 2. Найдём количество вещества HCl

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

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

Шаг 3. Запишем уравнение реакции

\[ CaCO_3 + 2 HCl \rightarrow CaCl_2 + CO_2 + H_2O \]

Из уравнения видно, что на 1 моль CaCO₃ нужно 2 моль HCl. В реакции выделяется 1 моль CO₂ на 1 моль CaCO₃.

Количество HCl — это полностью реагирующая с карбонатом часть, поэтому число молей CaCO₃ при полном расходе HCl: \[ n_{CaCO_3} = \frac{n_{HCl}}{2} = \frac{0{,}192}{2} = 0{,}096\,\text{моль} \]

Шаг 4. Определим объем выделившегося CO₂

Молярный объем газа при н.у. равен примерно 22,4 л/моль.

Объем CO₂: \[ V_{CO_2} = n_{CO_2} \times 22,4\,\text{л/моль} \] Так как на 1 моль CO₂ выделяется 1 моль CaCO₃, то: \[ n_{CO_2} = n_{CaCO_3} = 0{,}096\,\text{моль} \]

Следовательно: \[ V_{CO_2} = 0{,}096 \times 22,4 \approx 2{,}15\,\text{л} \]

Ответ:

Объем выделившегося газа СО₂ составляет примерно 2,15 литров при нулевых условиях.