Какой объем углекислого газа можно рассчитать при взаимодействии карбоната калия массой 15 г с соляной кислотой массой 7,3 г, если в результате реакции выделяется углекислый газ?

Химия 11 класс Реакции между кислотами и основаниями объем углекислого газа карбонат калия соляная кислота химическая реакция расчет массы химия 11 класс Новый

Чтобы рассчитать объем углекислого газа, выделяющегося при взаимодействии карбоната калия (K2CO3) с соляной кислотой (HCl), необходимо выполнить несколько шагов:

1. Запишем уравнение реакции:

Карбонат калия реагирует с соляной кислотой по следующему уравнению:

K2CO3 + 2 HCl → 2 KCl + H2O + CO2↑

Из уравнения видно, что 1 моль карбоната калия реагирует с 2 моль соляной кислоты, образуя 1 моль углекислого газа.

2. Рассчитаем количество вещества карбоната калия:

Сначала найдем молекулярную массу K2CO3:

• Масса K = 39 г/моль (2 атома)
• Масса C = 12 г/моль (1 атом)
• Масса O = 16 г/моль (3 атома)

Таким образом, молекулярная масса K2CO3 = (2 * 39) + 12 + (3 * 16) = 138 г/моль.

Теперь найдем количество вещества карбоната калия в 15 г:

n(K2CO3) = m / M = 15 г / 138 г/моль ≈ 0,109 моль.

3. Рассчитаем количество вещества соляной кислоты:

Теперь найдем молекулярную массу HCl:

• Масса H = 1 г/моль (1 атом)
• Масса Cl = 35,5 г/моль (1 атом)

Молекулярная масса HCl = 1 + 35,5 = 36,5 г/моль.

Теперь найдем количество вещества HCl в 7,3 г:

n(HCl) = m / M = 7,3 г / 36,5 г/моль ≈ 0,200 моль.

4. Определим, какое вещество ограничивает реакцию:

Согласно уравнению реакции, 1 моль K2CO3 требует 2 моль HCl. У нас есть:

• 0,109 моль K2CO3
• 0,200 моль HCl

Для 0,109 моль K2CO3 потребуется 0,109 * 2 = 0,218 моль HCl. У нас только 0,200 моль HCl, значит, HCl является ограничивающим реагентом.

5. Рассчитаем, сколько углекислого газа выделится:

Согласно уравнению реакции, 2 моль HCl дают 1 моль CO2. Значит, 0,200 моль HCl даст:

n(CO2) = 0,200 моль HCl * (1 моль CO2 / 2 моль HCl) = 0,100 моль CO2.

6. Рассчитаем объем углекислого газа при нормальных условиях:

При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22,4 литра. Следовательно, объем CO2 будет равен:

V(CO2) = n(CO2) * 22,4 л/моль = 0,100 моль * 22,4 л/моль = 2,24 литра.

Ответ: Объем углекислого газа, выделяющегося при реакции, составляет 2,24 литра.