Дано:
Масса раствора соляной кислоты (m) = 197 г
Концентрация раствора HCl = 20%
Объемная доля выхода углекислого газа = 60%
Найти:
Объем углекислого газа, образующегося при взаимодействии указанных веществ при нормальных условиях.
Решение:
1. Рассчитаем массу HCl в растворе:
m(HCl) = m * (концентрация HCl / 100) = 197 г * (20 / 100) = 39,4 г
2. Найдем количество вещества HCl:
n(HCl) = m(HCl) / M(HCl), где M(HCl) - молярная масса HCl (36,5 г/моль)
n(HCl) = 39,4 г / 36,5 г/моль ≈ 1,08 моль
3. Уравнение реакции между HCl и CaCO3:
CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O
Из уравнения видно, что один моль CaCO3 порождает один моль CO2.
4. Объем углекислого газа можно найти по уравнению состояния газа:
V = n(RT)/P, где R - универсальная газовая постоянная, T - температура (0°C), P - давление (1 атм)
5. Рассчитаем объем углекислого газа, образующегося при реакции:
V = 1,08 моль * (8,31 Дж/(моль * K) * 273 К) / (1 атм * 101,3 Дж/(л * атм)) ≈ 24 л
6. Учитывая, что объемная доля выхода углекислого газа составляет 60% от теоретически возможного объема, окончательный объем углекислого газа будет:
V_факт = V * 0,6 = 24 л * 0,6 = 14,4 л
Ответ:
Объем углекислого газа, образующегося при взаимодействии 197 г 20(%)-го раствора соляной кислоты с карбонатом кальция при нормальных условиях, равен примерно 14,4 л.