Номер 14, страница 171 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

14. Определите объем углекислого газа, полученного при взаимодействии мрамора с 20%-ным раствором азотной кислоты массой 126 г.

Дано:

$m_{р-ра}(HNO_3) = 126 \text{ г}$

$\omega(HNO_3) = 20\% \text{ или } 0.20$

Найти:

$V(CO_2) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции взаимодействия мрамора (основной компонент - карбонат кальция $CaCO_3$) с азотной кислотой ($HNO_3$):

$CaCO_3 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + H_2O + CO_2\uparrow$

Поскольку в условии не указана масса мрамора, предполагается, что он находится в избытке, и азотная кислота реагирует полностью. Расчеты будем вести по азотной кислоте.

2. Вычислим массу чистой азотной кислоты, содержащейся в 126 г 20%-ного раствора:

$m(HNO_3) = m_{р-ра}(HNO_3) \cdot \omega(HNO_3)$

$m(HNO_3) = 126 \text{ г} \cdot 0.20 = 25.2 \text{ г}$

3. Определим количество вещества (число моль) азотной кислоты. Для этого сначала рассчитаем ее молярную массу:

$M(HNO_3) = M(H) + M(N) + 3 \cdot M(O) = 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 63 \text{ г/моль}$

Теперь найдем количество вещества:

$n(HNO_3) = \frac{m(HNO_3)}{M(HNO_3)} = \frac{25.2 \text{ г}}{63 \text{ г/моль}} = 0.4 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции найдем количество вещества выделившегося углекислого газа ($CO_2$). Из стехиометрических коэффициентов видно, что на 2 моль азотной кислоты образуется 1 моль углекислого газа:

$\frac{n(HNO_3)}{2} = \frac{n(CO_2)}{1}$

$n(CO_2) = \frac{1}{2} n(HNO_3) = \frac{1}{2} \cdot 0.4 \text{ моль} = 0.2 \text{ моль}$

5. Рассчитаем объем углекислого газа при нормальных условиях (н.у.). Молярный объем любого газа при н.у. составляет $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$:

$V(CO_2) = n(CO_2) \cdot V_m$

$V(CO_2) = 0.2 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 4.48 \text{ л}$

Ответ: объем полученного углекислого газа равен 4,48 л.