Каков объем (в нормальных условиях) газа, выделившегося при обработке избытком соляной кислоты из известняка массой

Морозная_Роза

42

Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать химическое уравнение реакции обработки известняка с соляной кислотой. Данная реакция выглядит следующим образом:

\[ CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + CO_2 + H_2O \]

Из данного уравнения мы видим, что для каждого моля реагента \( CaCO_3 \) образуется один моль газа \( CO_2 \). Таким образом, чтобы найти объем газа, выделившегося при реакции, мы должны сначала найти количество моля \( CaCO_3 \).

1. Найдем количество моля \( CaCO_3 \) в известняке массой 320 г. Для этого воспользуемся формулой:

\[ n = \frac{m}{M} \]

где \( n \) - количество моля, \( m \) - масса вещества, \( M \) - молярная масса вещества.

Молярная масса \( CaCO_3 \) составляет:
\[ M = (40.08 + 12.01 + 3 \times 16.00) \, \text{г/моль} = 100.08 \, \text{г/моль} \]

Подставляя значения в формулу, получаем:
\[ n = \frac{320 \, \text{г}}{100.08 \, \text{г/моль}} \approx 3.199 \, \text{моль} \]

2. Теперь мы знаем, что количество молей \( CO_2 \) будет также равно 3.199 моль. Но нам нужно найти объем газа в нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атмосферы).

Для этого мы используем уравнение состояния идеального газа:

\[ PV = nRT \]

где \( P \) - давление, \( V \) - объем, \( n \) - количество молей, \( R \) - универсальная газовая постоянная (\( 0.0821 \, \text{атм} \cdot \text{л/моль} \cdot \text{К} \)), \( T \) - температура в Кельвинах.

Для решения задачи нам дано, что давление и температура находятся в нормальных условиях, поэтому:

\[ P = 1 \, \text{атм} \]
\[ T = 273.15 \, \text{К} \]

3. Подставим все значения в уравнение состояния и решим его относительно объема \( V \):

\[ V = \frac{nRT}{P} = \frac{3.199 \, \text{моль} \cdot 0.0821 \, \text{атм} \cdot \text{л/моль}\cdot \text{К} \cdot 273.15 \, \text{К}}{1 \, \text{атм}} \approx 69.94 \, \text{л} \]

Таким образом, объем газа, выделившегося при обработке избытком соляной кислоты из известняка массой 320 г, составляет около 69.94 литра при нормальных условиях.