Дано: m1 = 110 г (масса карбоната кальция), p1 = 2% (содержание примесей), m2 = 150 г (масса 5%-ной соляной кислоты)
Найти: V (объем углекислого газа)
Решение:
1. Находим массу чистого карбоната кальция:
m1_чистого = m1 * (1 - p1/100) = 110 г * 0.98 = 107.8 г
2. Находим количество моль карбоната кальция:
n1 = m1_чистого / M1,
где M1 - молярная масса CaCO3 = 40.08 г/моль + 12.01 г/моль + 3 * 16 г/моль = 100.09 г/моль
n1 = 107.8 г / 100.09 г/моль = 1.076 моль
3. Находим количество моль HCl:
n2 = m2 * c2 / M2,
где c2 = 5% = 0.05 - концентрация соляной кислоты, M2 - молярная масса HCl = 1.008 г/моль + 35.453 г/моль = 36.461 г/моль
n2 = 150 г * 0.05 / 36.461 г/моль = 0.2057 моль
4. Согласно уравнению реакции:
CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O
1 моль CaCO3 выделяет 1 моль CO2
Следовательно, количество моль CO2 равно количеству моль HCl = 0.2057 моль
5. Находим массу CO2:
m_CO2 = n_CO2 * M_CO2,
где M_CO2 - молярная масса CO2 = 12.01 г/моль + 2 * 16 г/моль = 44.01 г/моль
m_CO2 = 0.2057 моль * 44.01 г/моль = 9.04 г
6. Находим объем CO2 при н.у.:
V = V_CO2 * n = (22.4 л/моль) * 0.2057 моль = 4.57 л
Ответ: Объем углекислого газа, который выделится, равен 4.57 л