Выделить углекислый газ

Какой объем можно выделить углекислого газа (CO2) при действии 200 грамм 10-процентного раствора азотной кислоты (HNO3) на 90 грамм мела, содержащего 8% нерастворимых  в кислоте примесей?

Решение задачи

Напомню, что основу химического состава мела составляет карбонат кальция (CaCO3) с небольшим количеством примесей.

Запишем уравнение реакции выделить углекислый газ (CO2):

реакция образования углекислого газа

Вычислим, сколько азотной кислоты (HNO3) (в граммах) содержится в 200 грамм 10-процентного раствора азотной кислоты (HNO3) по формуле:

формула нахождения массы вещества через массовую долю

m (HNO3) = 200 г ⋅ 0,1 = 20 (г).

Если раствор 10-процентный, то массовая доля азотной кислоты (HNO3) в нем 0,1.

Учитывая, что мел содержит 8% примесей, следовательно, в состав мела входит 92% (0,92) карбоната кальция (CaCO3). Вычислим, сколько карбоната кальция (CaCO3) (в граммах) содержится в 90 грамм мела по формуле:
формула нахождения массы вещества через массовую долю

m (CaCO3) = 90 г ⋅ 0,92 = 82,8 (г).

Учитывая, что молярные массы азотной кислоты (HNO3) и карбоната кальция (CaCO3) соответственно равны 63 и 100 г/моль (смотри таблицу Менделеева), найдем химическое количество данных веществ по формуле:

формула химическое количество вещества через массу

Получаем:

n (HNO3) = 20 г / 63 г/моль = 0,32 (моль),

n (CaCO3) = 82,8 г / 100 г/моль = 0,83 (моль).

По уравнению реакции определим, какое вещество находится в избытке, а какое в недостатке. Напомню, расчет следует вести по недостатку.

выделить углекислый газ

Из уравнения реакции следует, что на 1 моль карбоната кальция (CaCO3) требуется в 2 раза больше азотной кислоты (HNO3), то есть на 0,83 моль карбоната кальция (CaCO3) необходимо 1,66 азотной кислоты (HNO3), следовательно, 0,32 моль недостаточно для 0,83 карбоната кальция (CaCO3), который взят в избытке и прореагирует неполностью.

Так как карбонат кальция (CaCO3) взят в избытке, расчет следует вести по числу молей азотной кислоты (HNO3). Составим соотношение:

2 моль HNO3 надо, чтобы выделить углекислый газ 1 моль

 0,32 моль HNO3 надо, чтобы выделить углекислый газ х моль

Откуда:

количество углекислого газа

Вычислим объем углекислого газа (CO2), который выделяется в ходе реакции по формуле, устанавливающей связь между химическим количеством вещества и объемом:

формула нахождения объема газа

V (CO2) = 0,16 моль ⋅ 22,4 л/моль = 3,58 (л).

Ответ:

выделить углекислый газ объемом 3,58 литра.

Похожие задачи по химии

Комментариев: 2

  1. Андрейко пишет:

    Всегда ли нужно вести расчет по недостатку?А если нам нужно было бы найти (в этой же задаче) нитрат кальция мы бы тоже рассчитывали по недостатку

    • Ольга пишет:

      Да, при решении задач такого типа расчет всегда ведем по веществу, данному в недостатке. Вещество, данное в недостатке в ходе химической реакции расходуется полностью. Для нахождения количества нитрата кальция (Ca(NO3)2) расчет так же ведем по недостатку (азотной кислоте (HNO3)).

Оставить комментарий

*