Question

Какой объем углекислого газа (н.у.) образуется при растворении 250 г. известника, содержащего 20% примесей, с необходимым количеством азотной кислоты? Каково это количество? Сколько ионов каждого вида образуется в результате реакции?

Answer 1

CaCO3 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + CO2 +H2O

1) Определим массу чистого известняка: если примесей 20%, то чистого - 80%.

m(CaCO3) = 250*0,80=200 г.

2) Молярная масса CaCO3 = 100 г/моль. Количество вещества CaCO3 n=m/M=200г/100г/моль = 2 моль.

3) По уравнению реакции из 1 моль CaCO3 образуется 1 моль CO2, т.е. 22,4 л. Тогда из 2 моль CaCO3 образуется 2 моль CO2, которые займут 44,8 л. Ответ: 44,8 л.

4) Ионное уравнение: CaCO3 + 2(H+) + 2(NO3-) = (Ca+2) + 2(NO3-) + CO2 +H2O, сокращенное уравнение: CaCO3 + 2(H+)  = (Ca+2) + CO2 +H2O,

Из 1 моль CaCO3 образуется 1 моль ионов кальция, из 2 моль CaCO3 образуется 2 моль ионов кальция.

p.s. В скобках указаны заряды ионов.

Answer 2

Для решения этой задачи, нам понадобится уравнение реакции растворения известника в азотной кислоте и данные о его содержании примесей.

Уравнение реакции растворения известника в азотной кислоте выглядит следующим образом:

CaCO₃ + 2HNO₃ -> Ca(NO₃)₂ + H₂O + CO₂

Согласно уравнению реакции, каждая молекула CaCO₃ реагирует с 2 молекулами HNO₃, образуя 1 молекулу Ca(NO₃)₂, 1 молекулу H₂O и 1 молекулу CO₂.

Для начала, определим количество известника, которое составляет 80% от общего объема:

Масса известника = 250 г Процент примесей = 20%

Масса чистого известника = 250 г × (1 - 0.2) = 250 г × 0.8 = 200 г

Теперь мы можем использовать данные о массе известника для расчета количества вещества CaCO₃:

Молярная масса CaCO₃ = 40.08 г/моль + 12.01 г/моль + (16.00 г/моль × 3) = 100.09 г/моль

Количество вещества CaCO₃ = Масса CaCO₃ / Молярная масса CaCO₃ = 200 г / 100.09 г/моль = 1.999 моль (округляем до трех знаков после запятой)

Так как из уравнения реакции видно, что каждая молекула CaCO₃ образует 1 молекулу CO₂, то количество углекислого газа (н.у.) будет равно количеству вещества CaCO₃:

Количество углекислого газа (н.у.) = 1.999 моль

Ответ: При растворении 250 г известника, содержащего 20% примесей, образуется 1.999 моль углекислого газа (н.у.).

Теперь рассмотрим вопрос о количестве ионов каждого вида, образующихся в результате реакции.

Согласно уравнению реакции, образуется одна молекула Ca(NO₃)₂ за каждую молекулу CaCO₃. Это означает, что количество ионов Ca²⁺ в растворе будет равно количеству ионов NO₃⁻. Поскольку каждая молекула Ca(NO₃)₂ содержит 1 ион Ca²⁺