Найди объём углекислого газа (н. у.), который выделится при действии серной кислоты на 400 г известняка, содержащего 5 % некарбонатных примесей. С точностью до сотых, в дм3
Чтобы найти объём углекислого газа, выделенного при действии серной кислоты на известняк, нам понадобятся следующие данные:
Масса известняка (m) = 400 г
Содержание некарбонатных примесей (c) = 5%
Общий алгоритм решения данной задачи будет следующий:
1. Найти массу чистого карбоната кальция (m_карбоната_кальция), содержащегося в известняке, используя содержание некарбонатных примесей и массу известняка.
2. Определить количество молекул углекислого газа, образованных при реакции серной кислоты с карбонатом кальция.
3. Перевести количество молекул углекислого газа в объём газа.
Давайте решим каждый шаг подробнее:
Шаг 1: Найдем массу чистого карбоната кальция.
Известно, что известняк содержит 5% некарбонатных примесей. Это означает, что 95% известняка является чистым карбонатом кальция.
Масса чистого карбоната кальция (m_карбоната_кальция) = масса известняка (m) × (1 - содержание некарбонатных примесей (c))
m_карбоната_кальция = 400 г × (1 - 5/100)
m_карбоната_кальция = 400 г × 0.95
m_карбоната_кальция = 380 г
Таким образом, масса чистого карбоната кальция составляет 380 г.
Шаг 2: Определим количество молекул углекислого газа.
Для этого необходимо воспользоваться химическим уравнением реакции между серной кислотой (H2SO4) и карбонатом кальция (CaCO3):
H2SO4 + CaCO3 → CO2 + CaSO4 + H2O
Из уравнения видно, что одно молекула серной кислоты реагирует с одной молекулой карбоната кальция, образуя одну молекулу углекислого газа.
Таким образом, количество молекул углекислого газа будет равно количеству молекул карбоната кальция.
Шаг 3: Переведем количество молекул углекислого газа в объем газа.
Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
V = (n * R * T) / P
где V - объем газа, n - количество молекул газа, R - универсальная газовая постоянная (R = 0,0821 л · атм / (моль · К)), T - температура газа (предположим, что она равна комнатной температуре, например, 298 К), P - давление газа (в этой задаче мы его не знаем, но можно предположить, что оно равно атмосферному давлению, т.е. 1 атм).
Таким образом, подставив известные значения, мы можем найти объем углекислого газа.
V = (n * R * T) / P
V = (количество молекул углекислого газа * 0,0821 л · атм / (моль · К) * 298 К) / 1 атм
Теперь нам нужно перевести количество молекул углекислого газа в моли (n).
Для этого воспользуемся молярной массой углекислого газа (44 г/моль) и массой чистого карбоната кальция (380 г), которую мы нашли на шаге 1.
n = масса чистого карбоната кальция (m_карбоната_кальция) / молярная масса углекислого газа (44 г/моль)
n = 380 г / 44 г/моль
n ≈ 8,64 моль
Теперь, подставив все значения в формулу для объема газа, мы можем найти окончательный ответ:
V = (8,64 моль * 0,0821 л · атм / (моль · К) * 298 К) / 1 атм
V ≈ 20,03 л
Таким образом, объем углекислого газа, выделенного при действии серной кислоты на 400 г известняка, составляет приблизительно 20,03 дм³ или 20,03 л.
Масса известняка (m) = 400 г
Содержание некарбонатных примесей (c) = 5%
Общий алгоритм решения данной задачи будет следующий:
1. Найти массу чистого карбоната кальция (m_карбоната_кальция), содержащегося в известняке, используя содержание некарбонатных примесей и массу известняка.
2. Определить количество молекул углекислого газа, образованных при реакции серной кислоты с карбонатом кальция.
3. Перевести количество молекул углекислого газа в объём газа.
Давайте решим каждый шаг подробнее:
Шаг 1: Найдем массу чистого карбоната кальция.
Известно, что известняк содержит 5% некарбонатных примесей. Это означает, что 95% известняка является чистым карбонатом кальция.
Масса чистого карбоната кальция (m_карбоната_кальция) = масса известняка (m) × (1 - содержание некарбонатных примесей (c))
m_карбоната_кальция = 400 г × (1 - 5/100)
m_карбоната_кальция = 400 г × 0.95
m_карбоната_кальция = 380 г
Таким образом, масса чистого карбоната кальция составляет 380 г.
Шаг 2: Определим количество молекул углекислого газа.
Для этого необходимо воспользоваться химическим уравнением реакции между серной кислотой (H2SO4) и карбонатом кальция (CaCO3):
H2SO4 + CaCO3 → CO2 + CaSO4 + H2O
Из уравнения видно, что одно молекула серной кислоты реагирует с одной молекулой карбоната кальция, образуя одну молекулу углекислого газа.
Таким образом, количество молекул углекислого газа будет равно количеству молекул карбоната кальция.
Шаг 3: Переведем количество молекул углекислого газа в объем газа.
Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
V = (n * R * T) / P
где V - объем газа, n - количество молекул газа, R - универсальная газовая постоянная (R = 0,0821 л · атм / (моль · К)), T - температура газа (предположим, что она равна комнатной температуре, например, 298 К), P - давление газа (в этой задаче мы его не знаем, но можно предположить, что оно равно атмосферному давлению, т.е. 1 атм).
Таким образом, подставив известные значения, мы можем найти объем углекислого газа.
V = (n * R * T) / P
V = (количество молекул углекислого газа * 0,0821 л · атм / (моль · К) * 298 К) / 1 атм
Теперь нам нужно перевести количество молекул углекислого газа в моли (n).
Для этого воспользуемся молярной массой углекислого газа (44 г/моль) и массой чистого карбоната кальция (380 г), которую мы нашли на шаге 1.
n = масса чистого карбоната кальция (m_карбоната_кальция) / молярная масса углекислого газа (44 г/моль)
n = 380 г / 44 г/моль
n ≈ 8,64 моль
Теперь, подставив все значения в формулу для объема газа, мы можем найти окончательный ответ:
V = (8,64 моль * 0,0821 л · атм / (моль · К) * 298 К) / 1 атм
V ≈ 20,03 л
Таким образом, объем углекислого газа, выделенного при действии серной кислоты на 400 г известняка, составляет приблизительно 20,03 дм³ или 20,03 л.