Какое количество углекислого газа выделится, если к 200 г известняка, содержащего 20% примесей, добавить 300 г 7,3% раствора соляной кислоты? Учитывая, что основная часть известняка - карбонат кальция, пожалуйста, распишите все подробно и понятно.

Химия 9 класс Реакции между кислотами и основаниями углекислый газ известняк карбонат кальция соляная кислота химические реакции расчёты примеси химия 9 класс образование углекислого газа Новый

Для решения задачи нам нужно определить, сколько углекислого газа (CO2) выделится при реакции карбоната кальция (CaCO3) с соляной кислотой (HCl). Давайте разберем задачу по шагам.

Шаг 1: Определение чистого известняка

• У нас есть 200 г известняка, который содержит 20% примесей.
• Чтобы найти массу чистого карбоната кальция, необходимо вычесть массу примесей из общей массы известняка:

Масса примесей = 200 г * 20% = 40 г

Чистый карбонат кальция = 200 г - 40 г = 160 г

Шаг 2: Определение количества соляной кислоты

• Теперь найдем массу соляной кислоты в 300 г 7,3% раствора:

Масса HCl = 300 г * 7,3% = 300 г * 0,073 = 21,9 г

Шаг 3: Реакция между карбонатом кальция и соляной кислотой

• Уравнение реакции выглядит следующим образом:

CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + CO2 + H2O

• Из уравнения видно, что 1 моль CaCO3 реагирует с 2 молями HCl и выделяет 1 моль CO2.

Шаг 4: Определение количества моль карбоната кальция

• Теперь найдем количество моль чистого карбоната кальция:

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

Количество моль CaCO3 = 160 г / 100 г/моль = 1,6 моль

Шаг 5: Определение количества моль соляной кислоты

• Теперь найдем количество моль соляной кислоты:

Молярная масса HCl = 1 (H) + 35,5 (Cl) = 36,5 г/моль

Количество моль HCl = 21,9 г / 36,5 г/моль ≈ 0,6 моль

Шаг 6: Определение лимитирующего реагента

• Согласно уравнению реакции, для 1,6 моль CaCO3 потребуется 3,2 моль HCl (1 моль CaCO3 требует 2 моль HCl).
• У нас есть только 0,6 моль HCl, что меньше необходимого количества, значит, HCl является лимитирующим реагентом.

Шаг 7: Определение количества углекислого газа

• Согласно уравнению реакции, 2 моль HCl выделяют 1 моль CO2.
• Следовательно, 0,6 моль HCl выделят:

Количество CO2 = 0,6 моль HCl * (1 моль CO2 / 2 моль HCl) = 0,3 моль CO2

Шаг 8: Определение массы углекислого газа

• Теперь найдем массу углекислого газа:

Молярная масса CO2 = 12 (C) + 2 * 16 (O) = 44 г/моль

Масса CO2 = 0,3 моль * 44 г/моль = 13,2 г

Ответ: В результате реакции выделится 13,2 г углекислого газа (CO2).