Рассчитайте объем углекислого газа, выделившегося при добавлении к мрамору массой 200 г, содержащего 7,3% хлороводорода

Для решения данной задачи необходимо знать химическую реакцию между мрамором (карбонатом кальция) и хлороводородом. Реакция записывается следующим образом:

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2

Из уравнения реакции видно, что 1 моль карбоната кальция (CaCO3) реагирует с 2 молями хлороводорода (HCl) и образуется 1 моль углекислого газа (CO2).

Расчет

Для начала необходимо определить количество карбоната кальция, содержащегося в мраморе массой 200 г. Для этого воспользуемся молярной массой CaCO3.

Молярная масса CaCO3 составляет примерно 100,09 г/моль.

Можно использовать следующую формулу для расчета количества вещества:

масса = количество вещества x молярная масса

Из формулы видно, что количество вещества равно массе, деленной на молярную массу:

количество вещества = масса / молярная масса

Подставим значения в формулу:

количество вещества CaCO3 = 200 г / 100,09 г/моль

количество вещества CaCO3 ≈ 1,999 моль

Таким образом, содержится примерно 1,999 моль CaCO3.

Из уравнения реакции видно, что 1 моль CaCO3 выделяет 1 моль CO2. Следовательно, 1,999 моль CaCO3 выделят:

1,999 моль CO2

Теперь нужно перевести количество вещества CO2 в его объем, воспользовавшись уравнением состояния идеального газа:

pV = nRT

где p - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в кельвинах.

Поскольку мы хотим рассчитать объем CO2 при стандартных условиях (нормальное давление и температуру), то давление (p) будет равно 1 атмосфере, а температура (T) будет равна 273,15 К.

Универсальная газовая постоянная (R) равна 0,0821 л × атм / (моль × К).

Подставим значения в уравнение:

1 атмосфера × V = 1,999 моль × 0,0821 л × атм / (моль × К) × 273,15 К

Из этого уравнения можно найти значение для V:

V = (1,999 моль × 0,0821 л × атм / (моль × К) × 273,15 К) / 1 атмосфера

Рассчитаем значение V:

V ≈ 44,959 л

Таким образом, при добавлении к мрамору массой 200 г, содержащего 7,3% хлороводорода, выделится примерно 44,959 л углекислого газа.