Какой объём углекислого газа выделится при добавлении к 50 г карбоната кальция 504 г азотной кислоты с массовой долей HNO3, равной 0,15?

Химия 1 класс Реакции кислот с карбонатами объем углекислого газа карбонат кальция азотная кислота массовая доля HNO3 химические реакции 11 класс Новый

Для решения этой задачи нам нужно выполнить несколько шагов, чтобы определить объем углекислого газа, который выделится при реакции карбоната кальция с азотной кислотой.

Шаг 1: Запишем уравнение реакции.

Карбонат кальция (CaCO3) реагирует с азотной кислотой (HNO3) по следующему уравнению:

CaCO3 + 2 HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O

Шаг 2: Найдем количество карбоната кальция.

Сначала нам нужно определить количество вещества карбоната кальция (CaCO3) в 50 г. Для этого используем его молярную массу.

• Молярная масса CaCO3 = 40 (Ca) + 12 (C) + 3 * 16 (O) = 100 г/моль.

Теперь найдем количество вещества:

• n(CaCO3) = масса / молярная масса = 50 г / 100 г/моль = 0,5 моль.

Шаг 3: Определим количество азотной кислоты.

Теперь найдем массу чистой азотной кислоты в 504 г раствора с массовой долей HNO3 равной 0,15:

• масса HNO3 = 504 г * 0,15 = 75,6 г.

Теперь найдем количество вещества HNO3:

• Молярная масса HNO3 = 1 (H) + 14 (N) + 3 * 16 (O) = 63 г/моль.
• n(HNO3) = 75,6 г / 63 г/моль ≈ 1,2 моль.

Шаг 4: Определим, какой реагент ограничивает реакцию.

Согласно уравнению реакции, на 1 моль CaCO3 требуется 2 моль HNO3. Таким образом, для 0,5 моль CaCO3 потребуется:

• 2 * 0,5 = 1 моль HNO3.

У нас есть 1,2 моль HNO3, что больше, чем 1 моль, значит, реакция будет ограничена карбонатом кальция.

Шаг 5: Найдем количество углекислого газа.

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль CaCO3 выделяется 1 моль CO2. У нас 0,5 моль CaCO3, следовательно:

• n(CO2) = 0,5 моль.

Шаг 6: Определим объем углекислого газа при стандартных условиях.

При стандартных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Таким образом, объем углекислого газа будет равен:

• V(CO2) = n(CO2) * 22,4 л/моль = 0,5 моль * 22,4 л/моль = 11,2 л.

Ответ: Объем углекислого газа, который выделится при реакции, составит 11,2 литра.