Какой объем углекислого газа выделяется при реакции соляной кислоты с карбонатом кальция массой 12г?

Шарик

23

Для того чтобы решить данную задачу, нам потребуется знать химическое уравнение реакции между соляной кислотой (HCl) и карбонатом кальция (CaCO3). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

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

Из уравнения видно, что при реакции между одной молекулой карбоната кальция и двумя молекулами соляной кислоты образуется одна молекула углекислого газа (CO2).

Теперь давайте рассчитаем количество вещества (в молях) карбоната кальция, зная его массу и молярную массу:

\[n_{CaCO_3} = \frac{m_{CaCO_3}}{M_{CaCO_3}}\]

Где:
\(n_{CaCO_3}\) - количество вещества карбоната кальция в молях,
\(m_{CaCO_3}\) - масса карбоната кальция,
\(M_{CaCO_3}\) - молярная масса карбоната кальция.

Молярная масса карбоната кальция равна сумме масс атомов кальция (Ca), углерода (C) и трех атомов кислорода (O):

\[M_{CaCO_3} = M_{Ca} + M_C + 3 \cdot M_O\]

Молярные массы элементов можно найти в таблице молярных масс. Зафиксируем значения:

\(M_{Ca} = 40.08\)г/моль (молярная масса кальция),
\(M_C = 12.01\)г/моль (молярная масса углерода),
\(M_O = 16.00\)г/моль (молярная масса кислорода).

Подставим значения в формулу:

\[M_{CaCO_3} = 40.08 + 12.01 + 3 \cdot 16.00\]

Теперь рассчитаем количество вещества карбоната кальция:

\[n_{CaCO_3} = \frac{12}{M_{CaCO_3}}\]

Подставим значения и рассчитаем результат.

Теперь, учитывая то, что при реакции образуется одна молекула CO2, объем этого газа можно расчитать по формуле газовой молекулярной теории:

\[V_{CO_2} = n_{CO_2} \cdot V_m\]

Где:
\(V_{CO_2}\) - объем углекислого газа,
\(n_{CO_2}\) - количество вещества углекислого газа (равное количеству вещества карбоната кальция),
\(V_m\) - молярный объем газа.

Молярный объем газа при нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атм) равен 22.4 л/моль.

Теперь осталось только подставить все полученные значения в формулу и рассчитать объем углекислого газа:

\[V_{CO_2} = n_{CaCO_3} \cdot V_m\]

\[V_{CO_2} = n_{CaCO_3} \cdot 22.4\]

Подставим значение \(n_{CaCO_3}\) и рассчитаем результат.