Question

Рассчитайте массу и объем (при н.у.) оксида углерода(IV), полученного при взаимодействии 80 г карбоната кальция с соляной кислотой!

Answer 1

caco3 + 2hcl = co2 + h2o + cacl2

n(caco3) = 80/100 = 0,8моль

n(co2) = n(caco3) = 0,8моль

v(co2) = 22,4*0,8 = 17,92л

m(co2) = 0,8*44 = 35,2г

Answer 2

Для расчёта массы и объёма углерода(IV) оксида \(CO_2\), полученного из реакции карбоната кальция \((CaCO_3)\) с соляной кислотой \((HCl)\), нужно учесть химическую реакцию и затем использовать законы сохранения массы и стехиометрию реакции.

Реакция выглядит так:

\[CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + CO_2 + H_2O\]

Из уравнения реакции видно, что 1 моль карбоната кальция прореагирует с 2 молями соляной кислоты, образуя 1 моль \(CO_2\). Таким образом, молярное соотношение между карбонатом кальция и \(CO_2\) составляет 1:1.

Сначала найдём количество моль карбоната кальция:

Молярная масса \(CaCO_3\) = масса \(Ca\) + масса \(C\) + 3 * масса \(O\)

Молярная масса \(CaCO_3\) = \(40.08 \, \text{г/моль}\) + \(12.01 \, \text{г/моль}\) + \(3 \times 16.00 \, \text{г/моль}\) Молярная масса \(CaCO_3\) = \(40.08 \, \text{г/моль}\) + \(12.01 \, \text{г/моль}\) + \(48.00 \, \text{г/моль}\) Молярная масса \(CaCO_3\) = \(100.09 \, \text{г/моль}\)

Количество моль \(CaCO_3\) = \(\frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}}\) Количество моль \(CaCO_3\) = \(\frac{80 \, \text{г}}{100.09 \, \text{г/моль}}\) Количество моль \(CaCO_3\) ≈ \(0.799 \, \text{моль}\)

Так как стехиометрическое соотношение между \(CaCO_3\) и \(CO_2\) равно 1:1, количество моль \(CO_2\) будет таким же: \(0.799 \, \text{моль}\).

Теперь найдём массу \(CO_2\):

Молярная масса \(CO_2\) = масса \(C\) + 2 * масса \(O\)

Молярная масса \(CO_2\) = \(12.01 \, \text{г/моль}\) + \(2 \times 16.00 \, \text{г/моль}\) Молярная масса \(CO_2\) = \(12.01 \, \text{г/моль}\) + \(32.00 \, \text{г/моль}\) Молярная масса \(CO_2\) = \(44.01 \, \text{г/моль}\)

Масса \(CO_2\) = количество моль \(CO_2\) * молярная масса \(CO_2\) Масса \(CO_2\) = \(0.799 \, \text{моль}\) * \(44.01 \, \text{г/моль}\) Масса \(CO_2\) ≈ \(35.18 \, \text{г}\)

Таким образом, масса оксида углерода \(CO_2\) при нормальных условиях равна примерно \(35.18 \, \text{г}\). Объем можно рассчитать, используя уравнение состояния идеального газа при стандартных условиях: \(V = \frac{n \times R \times T}{P}\), где \(n\) - количество молей, \(R\) - универсальная газовая постоянная, \(T\) - температура в Кельвинах, \(P\) - давление.

При нормальных условиях (0°C и 1 атм):

\(T = 273 \, \text{K}\), \(P = 1 \, \text{атм}\)

\(V = \frac{0.799 \, \text{моль} \times 0.0821 \, \text{л} \cdot \text{атм/моль} \cdot \text{K}^{-1} \times 273 \, \text{K}}{1 \, \text{атм}}\)

\(V \approx 18.62 \, \text{л}\)

Таким образом, объем \(CO_2\) при нормальных условиях составляет примерно \(18.62 \, \text{л}\).