Дано:
- Масса технического карбоната кальция (CaCO3) = 180 г
- Содержание некарбонатных примесей в CaCO3 = 8%
Найти:
Объем углекислого газа (н.у.), выделенного при реакции избытка соляной кислоты с CaCO3.
Решение:
1. Найдем массу чистого CaCO3 в образце:
Масса чистого CaCO3 = Масса CaCO3 - Масса некарбонатных примесей
Масса чистого CaCO3 = 180 г - 0.08 * 180 г = 180 г - 14.4 г = 165.6 г
2. Рассчитаем количество молей CaCO3:
Молярная масса CaCO3 = 100 g/mol + 12 g/mol + 3 * 16 g/mol = 100 g/mol + 12 g/mol + 48 g/mol = 100 g/mol + 60 g/mol = 160 g/mol
Моль CaCO3 = Масса CaCO3 / Молярная масса CaCO3 = 165.6 g / 160 g/mol ≈ 1.035 моль
3. Уравнение реакции между HCl и CaCO3:
CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O
Из уравнения видно, что 1 моль CaCO3 выделяет 1 моль CO2.
Следовательно, количество молей CO2, выделившегося при реакции, равно количеству молей CaCO3, то есть 1.035 моль.
4. Для нахождения объема углекислого газа (н.у.) воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
V = nRT/P
Где:
n - количество молей газа,
R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·K)),
T - температура в Кельвинах (обычно комнатная температура около 298 K),
P - атмосферное давление (обычно 1 атмосфера),
V - объем газа.
Подставляем значения и находим объем углекислого газа (н.у.):
V = 1.035 моль * 8.31 Дж/(моль·K) * 298 K / 101325 Па ≈ 0.024 м³ ≈ 24 л
Ответ:
Объем углекислого газа (н.у.), выделенного при действии избытка соляной кислоты на технический карбонат кальция массой 180 г, составляет около 24 л.