50 грамм мрамора, содержащего 96 процентов карбоната кальция (CaCO₃), обработали избытком соляной кислоты (HCl). Какова масса получившейся соли и какой объем газа (н.у) при этом выделится?

Решение задачи

Напомню, что основу химического состава мрамора составляет кальцит – одна из природных форм карбоната кальция (CaCO₃).

Запишем уравнение реакции действия соляной кислоты (HCl) на мрамор:

Учитывая, что в состав мрамора входит 96% карбоната кальция (CaCO₃), вычислим, сколько карбоната кальция (CaCO₃) (в г) содержится в 50 г мрамора по формуле нахождения массы вещества через массовую долю:

Получаем:

m (CaCO₃) = 50 г ∙ 0,96 = 48 (г).

Если горная порода 96-процентная, то массовая доля карбоната кальция (CaCO₃) в нем 0,96.

Учитывая, что молярная масса карбоната кальция (CaCO₃) равна 100 г/моль, найдем химическое количество карбоната кальция (CaCO₃)по формуле, устанавливающей связь между химическим количеством вещества и массой:

Получаем:

n (CaCO₃) = 48 /100 = 0,48 (моль).

По уравнению реакции найдем химическое количество полученной соли – хлорида кальция (CaCl₂) и химическое количество углекислого газа (CO₂), который выделяется в ходе реакции:

из 1 моль CaCO₃ образуется 1 моль CaCl₂

из 0,48 моль CaCO₃ образуется моль CaCl₂

Откуда:

1 моль CaCO₃ участвует в образовании 1 моль CO₂

0,48 моль CaCO₃ участвует в образовании y моль CO₂

Откуда:

 

Учитывая, что молярная масса хлорида кальция (CaCl₂), рассчитаем массу хлорида кальция (CaCl₂) по формуле, устанавливающей связь между массой и химическим количеством вещества:

Получаем:

m (CaCl₂) = 0,48 моль ∙ 111 г/моль = 53,28 (г).

По формуле, устанавливающей связь между химическим количеством вещества и объемом, рассчитаем объем углекислого газа (CO₂), который образуется в ходе реакции:

Получаем:

V (CO₂) = 0,48 ∙ 22,4 = 10,75 (л).

Ответ:

масса соли равна 53,28 грамм, объем углекислого газа 10,75 литра.