Question

К раствору карбоната калия массой 400г и массовой долей растворенного вещества 20 процентов, добавили соляную кислоту. Рассчитайте объем выделившегося оксида углерода (iv).

Answer 1

Чтобы решить задачу, мы должны сначала найти количество растворенного вещества в исходном растворе. Затем, зная стехиометрическое соотношение между карбонатом калия и оксидом углерода (IV), найдём количество оксида углерода (IV) по данным массы растворенного вещества.

Шаг 1: Находим количество растворенного вещества в исходном растворе.
Из условия задачи известна масса раствора (400 г) и массовая доля растворенного вещества (20%). Чтобы найти массу растворенного вещества, мы можем использовать следующую формулу:
масса растворенного вещества = масса раствора × массовая доля растворенного вещества.

масса растворенного вещества = 400 г × 0,2 = 80 г

Шаг 2: Находим количество оксида углерода (IV).
Мы знаем стехиометрическое соотношение между карбонатом калия (K2CO3) и оксидом углерода (IV) (CO2): 2 моля карбоната калия дает 1 моль оксида углерода (IV).
Теперь, чтобы найти количество оксида углерода (IV), мы можем использовать следующую формулу:
моль оксида углерода (IV) = моль растворенного вещества × (1 моль CO2 / 2 моля K2CO3)

Чтобы использовать эту формулу, нам сначала нужно найти количество растворенного вещества в молях.
Количество растворенного вещества в молях = масса растворенного вещества / молярная масса карбоната калия.

Молярная масса карбоната калия (K2CO3) = (масса атома калия (K) × 2) + масса атома углерода (C) + (масса атома кислорода (O) × 3)
Молярная масса карбоната калия = (39,1 г/моль × 2) + 12,0 г/моль + (16,0 г/моль × 3) = 138,2 г/моль

Количество растворенного вещества в молях = 80 г / 138,2 г/моль = 0,58 моль

Теперь мы можем использовать стехиометрическое соотношение для расчета количества оксида углерода (IV).
моль оксида углерода (IV) = 0,58 моль × (1 моль CO2 / 2 моля K2CO3) = 0,29 моль CO2

Шаг 3: Находим объем оксида углерода (IV).
Чтобы найти объем оксида углерода (IV), мы можем использовать уравнение состояния идеального газа:
V = nRT / P

где V - объем газа, n - количество вещества газа в молях, R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л × атм / (моль × К)), T - температура в Кельвинах, P - давление в атмосферах.

Предположим, что мы работаем при комнатной температуре (около 298 К) и нормальном атмосферном давлении (1 атмосфера). Заменим значения в уравнении:

V = 0,29 моль × (0,0821 л × атм / (моль × К)) × 298 К / 1 атм = 7,5 л

Таким образом, объем выделившегося оксида углерода (IV) составляет 7,5 л.