Определи объём оксида углерода (IV) при н. у., выделившегося при действии соляной кислоты на мрамор массой 77 г с массовой долей CaCO3 — 91,56 %. (ответ и промежуточные расчёты округляй с точностью до сотых.)
Для решения данной задачи, сначала необходимо определить количество CaCO3, реагировавшего с соляной кислотой.
Дано, что массовая доля CaCO3 в мраморе составляет 91,56%. Для удобства расчётов, предположим, что у нас есть 100 г мрамора. Тогда масса CaCO3 составляет 91,56 г.
Уравнение реакции между CaCO3 и HCl (соляной кислотой) выглядит следующим образом:
CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + H2O + CO2
В соответствии с уравнением, на одну моль CaCO3 требуется две моли HCl, так как ион Ca^2+ имеет заряд +2, а ион CO3^2- имеет заряд -2. Молярная масса CaCO3 составляет 100,09 г/моль, а у нас имеется масса CaCO3 равная 91,56 г, следовательно можем найти количество молей CaCO3:
n = масса/Mr = 91,56/100,09 = 0,915 моль CaCO3
Так как на каждую моль CaCO3 требуется две моли HCl, то общее количество молей HCl составит:
2n = 2 * 0,915 = 1,83 моль HCl.
Далее, необходимо учесть, что оксид углерода (IV) (CO2) выделился свободным газом. Таким образом, объём CO2, выделившегося при данной реакции, можно рассчитать, используя идеальный газовый закон.
Идеальный газовый закон: PV = nRT, где P - давление, V - объём, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.
Сначала необходимо перевести нормальные условия (н.у.) из градусов Цельсия в Кельвины. Нормальные условия равны 0 °C или 273,15 К (ПVT = 1 атмосфера). В данной задаче, так как давление не задано, мы можем использовать 1 атмосферу.
Температура при н.у. составляет 273,15 К.
У нас уже есть количество молей CO2, равное количеству молей HCl, которое составляет 1,83 моль.
R равно 0,0821 л × атм × моль^−1 × К^−1 (универсальная газовая постоянная).
Теперь можем использовать исходный идеальный газовый закон для расчёта объёма CO2:
PV = nRT
V = nRT/P = 1,83 * 0,0821 * 273,15/1 = 40,05 л
Таким образом, объём оксида углерода (IV) при н.у., выделившегося при действии соляной кислоты на мрамор массой 77 г с массовой долей CaCO3 — 91,56%, составляет 40,05 л (с округлением до сотых).
Дано, что массовая доля CaCO3 в мраморе составляет 91,56%. Для удобства расчётов, предположим, что у нас есть 100 г мрамора. Тогда масса CaCO3 составляет 91,56 г.
Уравнение реакции между CaCO3 и HCl (соляной кислотой) выглядит следующим образом:
CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + H2O + CO2
В соответствии с уравнением, на одну моль CaCO3 требуется две моли HCl, так как ион Ca^2+ имеет заряд +2, а ион CO3^2- имеет заряд -2. Молярная масса CaCO3 составляет 100,09 г/моль, а у нас имеется масса CaCO3 равная 91,56 г, следовательно можем найти количество молей CaCO3:
n = масса/Mr = 91,56/100,09 = 0,915 моль CaCO3
Так как на каждую моль CaCO3 требуется две моли HCl, то общее количество молей HCl составит:
2n = 2 * 0,915 = 1,83 моль HCl.
Далее, необходимо учесть, что оксид углерода (IV) (CO2) выделился свободным газом. Таким образом, объём CO2, выделившегося при данной реакции, можно рассчитать, используя идеальный газовый закон.
Идеальный газовый закон: PV = nRT, где P - давление, V - объём, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.
Сначала необходимо перевести нормальные условия (н.у.) из градусов Цельсия в Кельвины. Нормальные условия равны 0 °C или 273,15 К (ПVT = 1 атмосфера). В данной задаче, так как давление не задано, мы можем использовать 1 атмосферу.
Температура при н.у. составляет 273,15 К.
У нас уже есть количество молей CO2, равное количеству молей HCl, которое составляет 1,83 моль.
R равно 0,0821 л × атм × моль^−1 × К^−1 (универсальная газовая постоянная).
Теперь можем использовать исходный идеальный газовый закон для расчёта объёма CO2:
PV = nRT
V = nRT/P = 1,83 * 0,0821 * 273,15/1 = 40,05 л
Таким образом, объём оксида углерода (IV) при н.у., выделившегося при действии соляной кислоты на мрамор массой 77 г с массовой долей CaCO3 — 91,56%, составляет 40,05 л (с округлением до сотых).