Помогите решить задачи.
1. К 80 г карбоната кальция, содержащего 10% примесей, добавили раствор соляной кислоты. Определите объем выделившегося углекислого газа.
2. К 80 г карбоната магния, содержащего 10% примесей, добавили раствор соляной кислоты. Определите объём выделившегося углекислого газа.
Ответы
Відповідь:
Сначала необходимо определить количество карбоната кальция в 80 г вещества. Если исходное вещество содержит 10% примесей, то чистый карбонат кальция содержит:
0.9 * 80 г = 72 г
Молярная масса CaCO3 составляет 100 г/моль, поэтому количество молей карбоната кальция, содержащегося в 72 г, можно вычислить:
n = m/M = 72 г / 100 г/моль = 0.72 моль
Уравнение реакции между карбонатом кальция и соляной кислотой выглядит следующим образом:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
Из этого уравнения видно, что на каждый моль CaCO3 образуется один моль CO2. Следовательно, количество молей CO2, которые образуются, равно 0.72 моль.
Объем газа можно вычислить с помощью идеального газового закона:
PV = nRT
где P - давление газа, V - его объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.
Предположим, что реакция происходит при комнатной температуре и нормальном давлении (1 атм). Тогда:
R = 0.0821 латм/(мольК)
T = 293 К
P = 1 атм
Заменяя эти значения, получим:
V = nRT/P = 0.72 моль * 0.0821 латм/(мольК) * 293 К / 1 атм = 17.6 л
Таким образом, объем образовавшегося CO2 составляет 17.6 л.
Аналогично первой задаче, сначала необходимо определить количество карбоната магния в 80 г вещества. Если исходное вещество содержит 10% примесей, то чистый карбонат магния содержит:
0.9 * 80 г = 72 г
Карбонат магния реагирует с соляной кислотой согласно уравнению:
MgCO3 + 2HCl -> MgCl2 + H2O + CO2
Молярная масса MgCO3 = 84 г/моль, молярная масса HCl = 36,5 г/моль.
Найдем массу чистого карбоната магния:
80 г * (1 - 0,1) = 72 г
Количество вещества карбоната магния:
n(MgCO3) = m/M = 72/84 = 0,857 моль
Поскольку соотношение между карбонатом магния и углекислотой в уравнении составляет 1:1, то количество углекислоты, которое выделится, также равно 0,857 моль.
Объем углекислоты при нормальных условиях (0°С, 1 атм) можно найти по формуле:
V = nRT/P
где V - объем газа (в л), n - количество вещества (в моль), R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л * атм/моль * К), T - температура (в К), P - давление (в атм).
Поскольку условия задачи не указывают температуру, можно принять за стандартную температуру 25 °C (или 298 К), а за давление - нормальное атмосферное давление, которое составляет 1 атм.
Следовательно,
V = 0,857 * 0,0821 * 298 / 1 = 21,5 л
Пояснення:
Ответ:
Сначала определим количество карбоната кальция, которое содержит 80 г смеси:
Масса карбоната кальция = 80 г × 0,9 = 72 г
Теперь можно использовать химическое уравнение реакции между карбонатом кальция и соляной кислотой:
CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O
Из уравнения видно, что на каждый моль карбоната кальция выделяется один моль углекислого газа. Молярная масса карбоната кальция равна 100 г/моль, так как CaCO3 = 40 г/моль (масса кальция) + 12 г/моль (масса углерода) + 3 х 16 г/моль (масса кислорода) = 100 г/моль.
Таким образом, количество молей карбоната кальция в данной задаче равно:
Количество молей = 72 г / 100 г/моль = 0,72 моль
Следовательно, количество выделившегося углекислого газа будет также равно 0,72 моль. Давайте найдем его объем по уравнению состояния идеального газа:
V = nRT/P
где n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/(моль·К)), T - температура газа в кельвинах и P - давление газа в паскалях.
Давайте возьмем стандартную температуру и давление, равные 273 К (0 °C) и 101325 Па (1 атм), соответственно. Тогда:
V = 0,72 моль × 8,31 Дж/(моль·К) × 273 К / 101325 Па = 0,016 м³
Ответ: объем выделившегося углекислого газа равен 0,016 м³.
2)
Для решения этой задачи нам нужно использовать химическое уравнение реакции между карбонатом магния и соляной кислотой:
MgCO3 + 2HCl -> MgCl2 + CO2 + H2O
Из уравнения видно, что на каждый моль карбоната магния выделяется один моль углекислого газа. Найдем количество молей карбоната магния:
масса карбоната магния = 80 г
доля чистого карбоната магния = 100% - 10% = 90%
масса чистого карбоната магния = 0,9 * 80 г = 72 г
молярная масса MgCO3 = 24 г/моль + 12 г/моль + 3 * 16 г/моль = 84 г/моль
количество молей MgCO3 = 72 г / 84 г/моль = 0,86 моль
Таким образом, при реакции выделяется 0,86 моль углекислого газа. Из уравнения связи между объемом газа, количеством молей и температурой и давлением (условия задачи не указаны, поэтому предположим стандартные условия: температура 0°C и давление 1 атм):
V = nRT/P
где V - объем газа, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л*атм/моль*К), T - температура в Кельвинах, P - давление газа в атмосферах.
Подставляя известные значения, получаем:
V = 0,86 моль * 0,0821 л*атм/моль*К * 273 К / 1 атм = 19 л
Таким образом, объем выделившегося углекислого газа равен 19 л.