Question

6. Рассчитайте объем углекислого газа (н.у.), выделившегося при разложении 10г карбоната кальция, содержащего 8 % примесей.

Answer 1

m(прим)=10×0,08=0,8г

m(CaCO3)=10-0,8=9,2г

n(CaCO3)=9,2:100=0,092моль

0,092 x

CaCO3-->CaO+CO2

x=0,092×1:1=0,092моль

V=0,092×22,4=2,0332л

Answer 2

Для решения этой задачи мы должны использовать химические уравнения и мольные соотношения. Предположим, что разложение карбоната кальция приводит к образованию углекислого газа (CO2) и оксида кальция (CaO):

\[ \text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CaO} + \text{CO}_2 \]

Исходя из данной информации, мы видим, что одна моль карбоната кальция разлагается на одну моль углекислого газа. Масса карбоната кальция в данной задаче составляет 10 г, а процент примесей равен 8%. Таким образом, мы можем рассчитать массу чистого карбоната кальция:

\[ \text{Масса чистого } \text{CaCO}_3 = \frac{100}{100 - \text{Процент примесей}} \times \text{Масса карбоната кальция} \]

\[ \text{Масса чистого } \text{CaCO}_3 = \frac{100}{100 - 8} \times 10 \, \text{г} \]

\[ \text{Масса чистого } \text{CaCO}_3 = \frac{100}{92} \times 10 \, \text{г} \]

\[ \text{Масса чистого } \text{CaCO}_3 \approx 10.87 \, \text{г} \]

Теперь мы можем рассчитать количество молей чистого карбоната кальция:

\[ \text{Моли } \text{CaCO}_3 = \frac{\text{Масса чистого } \text{CaCO}_3}{\text{Молярная масса } \text{CaCO}_3} \]

Молярная масса карбоната кальция (\( \text{CaCO}_3 \)) равна сумме масс атомов углерода (C), кислорода (O) и кальция (Ca). Эти массы взяты из периодической таблицы:

\[ \text{Молярная масса } \text{CaCO}_3 = \text{Масса Ca} + \text{Масса C} + 3 \times \text{Масса O} \]

\[ \text{Молярная масса } \text{CaCO}_3 = 40.08 \, \text{г/моль} + 12.01 \, \text{г/моль} + 3 \times 16.00 \, \text{г/моль} \]

\[ \text{Молярная масса } \text{CaCO}_3 \approx 100.09 \, \text{г/моль} \]

Теперь мы можем рассчитать количество молей чистого карбоната кальция:

\[ \text{Моли } \text{CaCO}_3 = \frac{10.87 \, \text{г}}{100.09 \, \text{г/моль}} \]

\[ \text{Моли } \text{CaCO}_3 \approx 0.1085 \, \text{моль} \]

Так как каждая моль карбоната кальция разлагается на одну моль углекислого газа, то количество молей углекислого газа также равно 0.1085 моль.

Теперь воспользуемся уравнением состояния идеального газа, чтобы рассчитать объем углекислого газа при нормальных условиях (н.у.):

\[ PV = nRT \]

где: \( P \) - давление (в Па), \( V \) - объем (в м³), \( n \) - количество молей газа, \( R \) - универсальная газовая постоянная (приближенно 8.314 Дж/(моль·К)), \( T \) - температура (в К).

При нормальных условиях давление (\( P \)) примерно равно 101325 Па, температура (\( T \)) равна 273.15 K. Подставим значения и решим уравнение относительно объема (\( V \)):

\[ V = \frac{nRT}{P} \]

\[ V = \frac{0.1085 \, \text{моль} \times 8.314 \, \text{Дж/(моль·К)} \times 273.15 \, \text{K}}{101325 \, \text{Па}} \]

\[ V \approx 0.00297 \, \text{м}^3 \]

Таким образом, объем углекислого газа при нормальных условиях, выделившегося при разложении 10 г карбоната кальция, составляет примерно 0.00297 м³.