Рассчитайте объём углекислого газа (при н.у.), если он выделился при взаимодействии 250 г мела, содержащего...

Чтобы рассчитать объем углекислого газа, выделившегося при взаимодействии мела с серной кислотой, необходимо выполнить несколько шагов, включая определение массы чистого карбоната кальция (основного компонента мела), составление уравнения реакции и использование стехиометрии для нахождения объема газа.

1. Определение массы чистого карбоната кальция (CaCO₃):

   Мел содержит 10% примесей, следовательно, 90% его массы составляет карбонат кальция. Рассчитаем массу чистого CaCO₃:

   [ \text{Масса CaCO}_3 = 250 \, \text{г} \times 0{,}90 = 225 \, \text{г} ]

2. Уравнение реакции:

   При взаимодействии карбоната кальция с серной кислотой (H₂SO₄) происходит следующая реакция:

   [ \text{CaCO}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CaSO}_4 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} ]

   В результате реакции образуется сульфат кальция, вода и углекислый газ.

3. Молярная масса и количество вещества карбоната кальция:

   Молярная масса CaCO₃ составляет приблизительно 100 г/моль. Рассчитаем количество вещества CaCO₃:

   [ n(\text{CaCO}_3) = \frac{225 \, \text{г}}{100 \, \text{г/моль}} = 2{,}25 \, \text{моль} ]

4. Количество углекислого газа (CO₂):

   Согласно уравнению реакции, из 1 моля CaCO₃ получается 1 моль CO₂. Следовательно, количество вещества CO₂ также будет 2,25 моль.

5. Объем углекислого газа при нормальных условиях:

   При нормальных условиях (н.у.), которые определяются как температура 0°C (273,15 K) и давление 1 атм (101,325 кПа), один моль идеального газа занимает объем 22,4 литра. Используем это, чтобы найти объем выделившегося CO₂:

   [ V(\text{CO}_2) = n(\text{CO}_2) \times 22{,}4 \, \text{л/моль} = 2{,}25 \, \text{моль} \times 22{,}4 \, \text{л/моль} = 50{,}4 \, \text{л} ]

Таким образом, объем углекислого газа, выделившегося при реакции, составляет 50,4 литра.

Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение реакции между мелом и серной кислотой:

CaCO3 + H2SO4 -> CaSO4 + CO2 + H2O

Молярная масса CaCO3 (мела) = 100 г/моль Молярная масса H2SO4 (серной кислоты) = 98 г/моль

Сначала найдем количество CaCO3 в 250 г мела:

Масса CaCO3 = 250 г * 0.9 = 225 г Количество молей CaCO3 = 225 г / 100 г/моль = 2.25 моль

Поскольку 1 моль CaCO3 дает 1 моль CO2, то количество молей CO2 также равно 2.25 моль.

Теперь рассчитаем объем CO2 при нормальных условиях (н.у.). При н.у. 1 моль газа занимает примерно 22.4 литра.

Объем CO2 = 2.25 моль * 22.4 л/моль = 50.4 литра

Таким образом, объем углекислого газа, выделенного при реакции мела с серной кислотой, составляет 50.4 литра при нормальных условиях.