Question

Найди объём оксида углерода(IV) (н. у.), который выделится при действии соляной кислоты на 30 г мела, содержащего 20 % некарбонатных примесей. Вычисления проводи с точностью до сотых.

Answer 1

Дано:

m(CaCO3)=30 г

W(CaCO3)=100%-20%=80%=0.8

Найти:

V(CO2)

Решение:

2HCl + CaCO3 = CaCl2 + H2O + CO2

1) Находим массу CaCO3:

m(CaCO3)=m*W=30*0.8=24 г

2) Находим кол-во вещества CaCO3:

n(CaCO3)=m/M=24/100=0.24 моль

3) Находим объём CO2:

n(CaCO3):n(CO2)=1:1, значит n(CO2)=0.24 моль

V(CO2)=n*Vm=0.24*22.4=5.376 л

Ответ: 5.38 литров.

Answer 2

Для решения этой задачи, сначала найдем массу чистого углерода (IV) в 30 г мела. Затем рассчитаем количество соляной кислоты, необходимое для его окисления, и найдем объем выделившегося углекислого газа при нормальных условиях (н. у.).

1. Начнем с массы чистого углерода в меле. Мел содержит 20% некарбонатных примесей, следовательно, остальные 80% - это чистый углерод:

   Масса чистого углерода = 30 г × 0.80 = 24 г

2. Теперь найдем количество моль углерода (IV) в 24 г. Молярная масса углерода равна приблизительно 12 г/моль:

   Моль углерода = Масса углерода / Молярная масса углерода Моль углерода = 24 г / 12 г/моль = 2 моль

3. Уравнение реакции между углеродом (IV) и соляной кислотой (HCl) выглядит следующим образом:

   C + 2HCl -> CO2 + 2H2O

   Один моль углерода (IV) реагирует с двумя молями соляной кислоты, выделяя один моль углекислого газа (CO2).

4. Таким образом, 2 моля углерода (IV) будут реагировать с 4 молями соляной кислоты и выделять 2 моля углекислого газа.

5. Теперь найдем количество моль соляной кислоты (HCl), необходимое для реакции с 2 молями углерода (IV):

   Моль HCl = 4 моль HCl / 2 моль C = 2 моль HCl

6. Теперь используем закон Гей-Люссака для нахождения объема углекислого газа при нормальных условиях (н. у.). Уравнение состояния для газов можно записать следующим образом:

   PV = nRT

   Где: P - давление (н. у.) = 1 атмосфера V - объем газа (н. у.) (искомое значение) n - количество моль газа (углекислый газ) = 2 моль R - универсальная газовая постоянная = 0.0821 л·атм/(моль·K) T - абсолютная температура = 273 К

Теперь подставим значения в уравнение:

(1 атмосфера) * V = (2 моль) * (0.0821 л·атм/(моль·K)) * (273 К)

V = (2 моль) * (0.0821 л·атм/(моль·K)) * (273 К) / (1 атмосфера)

V ≈ 44.68 л (округлено до сотых)

Таким образом, объем углекислого газа, выделившегося при действии соляной кислоты на 30 г мела, составляет примерно 44.68 л при нормальных условиях (н. у.).