Какой объем газа (в нормальных условиях) будет выделен из известняка массой 300 г, содержащего 25% примесей

Волк

33

Чтобы решить данную задачу, нам понадобятся некоторые химические знания и формулы. Перед тем как приступить к решению, давайте вспомним несколько основных понятий.

Первое, что нам нужно сделать, это определить химическую реакцию между известняком (CaCO₃) и соляной кислотой (HCl). В результате этой реакции образуется углекислый газ (CO₂), вода (H₂O) и хлорид кальция (CaCl₂). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

\[CaCO₃ + 2HCl \rightarrow CO₂ + H₂O + CaCl₂\]

Теперь, когда у нас есть уравнение реакции, давайте рассмотрим информацию, которая дана в задаче.

Масса известняка составляет 300 грамм, и он содержит 25% примесей. Из этого можем сделать вывод, что примеси составляют 25% от общей массы известняка, то есть 0.25 * 300 = 75 грамм.

Теперь рассмотрим реакцию с соляной кислотой. Поскольку соляная кислота является избыточным реагентом, она полностью реагирует с известняком, и остатка не остается.

Теперь мы закончили с предварительными вычислениями, и мы готовы рассчитать объем газа, выделившегося при данной реакции.

Для этого нам понадобится использовать формулу идеального газа:

\[V = \frac{{n \cdot R \cdot T}}{{P}}\]

где V - объем газа, n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная (R = 0.0821 л * атм / (моль * К)), T - температура в Кельвинах, P - давление газа.

Поскольку задача требует ответа в нормальных условиях, мы можем использовать стандартные значения для давления (P = 1 атм) и температуры (T = 273.15 К). Осталось вычислить количество вещества газа.

Для этого нам нужно вычислить количество вещества известняка, используя его молярную массу и массу образца. Молярная масса известняка (CaCO₃) равна 100.09 г/моль, поскольку молекула включает атомы кальция (40.08 г/моль), углерода (12.01 г/моль) и кислорода (16.00 г/моль).

Пересчитав массу известняка (300 г) в моль, получаем:

\[n = \frac{{m_{\text{известняк}} - m_{\text{примеси}}}}{M_{\text{известняк}}} = \frac{{300 - 75}}{100.09} \approx 2.994\]

Теперь мы можем использовать полученные значения для вычисления объема газа:

\[V = \frac{{n \cdot R \cdot T}}{{P}} = \frac{{2.994 \cdot 0.0821 \cdot 273.15}}{{1}} \approx 6.49 \: \text{литров}\]

Итак, объем газа, выделенного из известняка массой 300 г и содержащего 25% примесей, при реакции с избытком соляной кислоты, составляет примерно 6.49 литров (в нормальных условиях).

Надеюсь, это решение помогло вам понять, как справиться с данной задачей! Если у вас остались какие-либо вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать их.