Скільки кальцій карбонату може зв язатися з розчином масою 157.5 г, що містить нітратну кислоту?

Polyarnaya

24

Для решения данной задачи нам необходимо определить количество кальция карбоната, которое может связаться с розчином, содержащим нитратную кислоту массой 157.5 г.

Шаг 1: Запишем уравнение реакции между кальцием карбонатом и нитратной кислотой:
\[CaCO_3 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + CO_2 + H_2O\]

Шаг 2: Рассчитаем молярную массу кальция карбоната и нитратной кислоты:
- Молярная масса кальция карбоната (\(CaCO_3\)) равна сумме атомных масс кальция (\(Ca\)), углерода (\(C\)) и кислорода (\(O\)).
- Молярная масса нитратной кислоты (\(HNO_3\)) равна сумме атомных масс водорода (\(H\)), азота (\(N\)) и кислорода (\(O\)).

Молярные массы элементов:
- Кальций (\(Ca\)) - 40.078 г/моль
- Углерод (\(C\)) - 12.011 г/моль
- Кислород (\(O\)) - 16.00 г/моль
- Водород (\(H\)) - 1.008 г/моль
- Азот (\(N\)) - 14.007 г/моль

Шаг 3: Рассчитаем количество вещества нитратной кислоты (\(HNO_3\)) в растворе:
Для этого нам необходимо разделить массу нитратной кислоты на ее молярную массу. Полученное значение будет выражено в молях:
\[\text{Количество вещества} = \frac{\text{Масса вещества}}{\text{Молярная масса}}\]

Шаг 4: Найдем количество вещества кальция карбоната (\(CaCO_3\)), которое может связаться с нитратной кислотой. Согласно уравнению реакции, 1 моль нитратной кислоты реагирует с 1 молью кальция карбоната. Таким образом, количество вещества кальция карбоната будет равно количеству вещества нитратной кислоты:
\[\text{Количество вещества \(CaCO_3\)} = \text{Количество вещества \(HNO_3\)}\]

Шаг 5: Найдем массу кальция карбоната. Для этого необходимо перемножить количество вещества кальция карбоната на его молярную массу:
\[\text{Масса} = \text{Количество вещества} \times \text{Молярная масса}\]

Теперь, когда у нас есть все необходимые значения, мы можем перейти к выполнению расчетов.

\[Молярная масса CaCO_3 = 40.078 + 12.011 + (16.00 \times 3) = 100.086 \text{ г/моль}\]
\[Молярная масса HNO_3 = 1.008 + 14.007 + (16.00 \times 3) = 63.012 \text{ г/моль}\]

\[Количество вещества HNO_3 = \frac{157.5}{63.012} = 2.497 \text{ моль}\]
\[Количество вещества CaCO_3 = 2.497 \text{ моль}\]

\[Масса CaCO_3 = 2.497 \times 100.086 = 249.599 \text{ г}\]

Таким образом, кальций карбонат может связаться с раствором массой 157.5 г, содержащим нитратную кислоту, в количестве 249.599 г.