Question

Кальцій карбонат масою 12,5 г з масовою часткою домішок 20% піддали дії хлоридної кислоти. Обчисліть об'єм газу (н.у.), що утворився.

Answer 1

1) Если карбонат кальция содержит 20% примесей, то чистого карбоната приходится:

100 - 20 = 80%

А по массе это составляет:

(12,5 * 80)*100 = 10 г

2) Уравнение реакции:

СаCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑

3) Находим молярную массу карбоната кальция:

М(СаCO₃) = 40 + 12 + 3*16 = 100 г/моль

4) Смотрим на уравнение реакции: при взаимодействии 1 моля (100г) СаCO₃ выделяется 1 моль углекислого газа СО₂. А 1 моль любого газа, в том числе и СО₂ при н.у. занимает объём 22,4 л.

Составляем пропорцию:

100 г СаCO₃ ---------------- 22,4 л  СО₂

10 г СаCO₃ ---------------- Х  СО₂

Х = 10*22,4/100 = 2,24 л

Ответ: 2,24 л

Answer 2

Спочатку нам потрібно знайти масу кальцію карбонату, що складається з чистого кальцію та кисню. Після цього ми можемо використовувати хімічну реакцію та стехіометричні відношення для визначення об'єму газу (нормальних умов), який утворився.

1. Знайдемо масу чистого кальцію в 12.5 г кальцію карбонату:

Маса кальцію = Маса кальцію карбонату × Масова частка кальцію в ньому Маса кальцію = 12.5 г × 0.20 = 2.5 г

2. Знайдемо масу карбонат-іону (CO₃²⁻) в кальцію карбонаті:

Маса карбонат-іону = Маса кальцію карбонату - Маса кальцію Маса карбонат-іону = 12.5 г - 2.5 г = 10 г

3. Розглянемо хімічну реакцію між карбонат-іоном та хлоридною кислотою:

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂

За стехіометричним відношенням, 1 моль CaCO₃ реагує з 2 молями HCl, утворюючи 1 моль CO₂.

4. Знайдемо кількість молей карбонат-іону (CO₃²⁻):

Маса CO₃²⁻ = 10 г Молярна маса CO₃²⁻ = 12.01 г/моль (C) + 3 * 16.00 г/моль (O) = 60.01 г/моль

Кількість молей CO₃²⁻ = Маса CO₃²⁻ / Молярна маса CO₃²⁻ Кількість молей CO₃²⁻ = 10 г / 60.01 г/моль ≈ 0.1667 моль

5. За стехіометричним відношенням, утвориться половина молі CO₂ (1 моль CaCO₃ утворює 1 моль CO₂):

Кількість молей CO₂ = 0.1667 моль / 2 ≈ 0.0833 моль

6. Обчислимо об'єм газу (нормальних умов) за ідеальним газовим законом (V = nRT/P, де P = 1 атм, T = 273 K, R = 0.0821 л·атм/моль·K):

V = nRT / P V = 0.0833 моль * 0.0821 л·атм/моль·K * 273 K / 1 атм ≈ 1.772 л

Отже, об'єм газу, що утворився при нормальних умовах (0°C, 1 атм), становить близько 1.772 л.