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.
