ГДЗ по Химии 9 Класс Параграф 6 Вопрос 8 Габриелян, Остроумов — Подробные Ответы

Какая масса мрамора, содержащего 96% карбоната кальция, потребуется для получения 89,6 л углекислого газа (н. у.) при взаимодействии его с азотной кислотой? Сколько граммов 20 %-ного раствора кислоты потребуется для этой реакции?

Для решения задачи сначала найдем, сколько углекислого газа (CO₂) образуется при реакции карбоната кальция (CaCO₃) с азотной кислотой.

1. Реакция:

CaCO₃ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + CO₂ + H₂O

Из уравнения видно, что 1 моль CaCO₃ дает 1 моль CO₂.

2. Объем CO₂:

По условиям задачи, нам нужно получить 89,6 л CO₂ при нормальных условиях (н. у.). 1 моль газа при н. у. занимает 22,4 л. Поэтому количество молей CO₂:

n_CO₂ = 89,6 л / 22,4 л/моль = 4 моль

3. Количество CaCO₃:

Поскольку 1 моль CaCO₃ дает 1 моль CO₂, нам также нужно 4 моля CaCO₃. Молярная масса CaCO₃:

M_CaCO₃ = 40 + 12 + 3 × 16 = 100 г/моль

Масса CaCO₃:

m_CaCO₃ = n_CaCO₃ × M_CaCO₃ = 4 моль × 100 г/моль = 400 г

4. Масса мрамора:

Мрамор содержит 96% карбоната кальция, значит для получения 400 г CaCO₃:

m_{мрамора} = m_CaCO₃ / 0,96 = 400 г / 0,96 ≈ 416,67 г

5. Количество раствора кислоты:

Теперь найдем, сколько граммов 20%-ного раствора азотной кислоты (HNO₃) потребуется для этой реакции. В реакции требуется 2 моля HNO₃ на 1 моль CaCO₃:

n_HNO₃ = 2 × n_CaCO₃ = 2 × 4 моль = 8 моль

Молярная масса HNO₃:

M_HNO₃ = 1 + 14 + 3 × 16 = 63 г/моль

Масса HNO₃:

m_HNO₃ = n_HNO₃ × M_HNO₃ = 8 моль × 63 г/моль = 504 г

Так как у нас 20%-ный раствор HNO₃, то:

m_{раствора} = m_HNO₃ / 0,20 = 504 г / 0,20 = 2520 г

Ответ:

Потребуется примерно 416,67 г мрамора и 2520 г 20%-ного раствора азотной кислоты.

Для решения задачи сначала найдем, сколько углекислого газа (CO₂) образуется при реакции карбоната кальция (CaCO₃) с азотной кислотой.

1. Реакция:

Реакция между карбонатом кальция и азотной кислотой описывается следующим уравнением:

CaCO₃ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + CO₂ + H₂O

Из этого уравнения видно, что 1 моль карбоната кальция (CaCO₃) реагирует с 2 молями азотной кислоты (HNO₃) и образует 1 моль углекислого газа (CO₂).

2. Объем CO₂:

По условиям задачи, нам нужно получить 89,6 литров углекислого газа при нормальных условиях (н. у.). При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 литра. Поэтому количество молей CO₂ можно вычислить следующим образом:

nCO₂ = 89,6 л / 22,4 л/моль = 4 моль

3. Количество CaCO₃:

Так как 1 моль CaCO₃ дает 1 моль CO₂, нам также потребуется 4 моля карбоната кальция. Молярная масса CaCO₃ рассчитывается следующим образом:

MCaCO₃ = 40 г (Ca) + 12 г (C) + 3 × 16 г (O) = 100 г/моль

Теперь найдем массу карбоната кальция:

mCaCO₃ = nCaCO₃ × MCaCO₃ = 4 моль × 100 г/моль = 400 г

4. Масса мрамора:

Мрамор содержит 96% карбоната кальция, поэтому для получения 400 г CaCO₃ нам нужно рассчитать массу мрамора:

mмрамора = mCaCO₃ / 0,96 = 400 г / 0,96 ≈ 416,67 г

5. Расчет количества азотной кислоты:

Теперь определим, сколько граммов 20%-ного раствора азотной кислоты потребуется для этой реакции. Сначала найдем, сколько молей HNO₃ необходимо для реакции с 4 молями CaCO₃:

nHNO₃ = 2 × nCaCO₃ = 2 × 4 моль = 8 моль

Молярная масса HNO₃ составляет:

MHNO₃ = 1 г (H) + 14 г (N) + 3 × 16 г (O) = 63 г/моль

Теперь найдем массу необходимой азотной кислоты:

mHNO₃ = nHNO₃ × MHNO₃ = 8 моль × 63 г/моль = 504 г

Поскольку раствор азотной кислоты имеет концентрацию 20%, то мы можем рассчитать объем раствора, который нам нужен:

mраствора = mHNO₃ / (0,20) = 504 г / 0,20 = 2520 г

Итак, для реакции потребуется:

• ≈ 416,67 г мрамора.
• ≈ 2520 г 20%-ного раствора азотной кислоты.