Решите задачу: какой объём углекислого газа выделяется (н.у) при взаимодействии 1260 кг. 30 %-ного раствора азотной кислоты с 250 кг известняка?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Дано:
Масса раствора азотной кислоты = 1260 кг
Концентрация азотной кислоты = 30% = 0.3
Масса известняка = 250 кг

Известно, что при взаимодействии азотной кислоты с известняком выделяется углекислый газ (CO2) и вода (H2O). Уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:
CaCO3 + 2HNO3 -> Ca(NO3)2 + CO2 + H2O

Для начала найдем количество моль раствора азотной кислоты:
Молярная масса HNO3 = 1(атом H) + 14(атом N) + 3(атом O) = 63 г/моль
Количество моль HNO3 = масса раствора / молярная масса = 1260 кг / 63 г/моль = 20000 моль

Далее рассчитаем количество моль CaCO3:
Молярная масса CaCO3 = 40(атом Ca) + 12(атом C) + 48(атом O) = 100 г/моль
Количество моль CaCO3 = масса известняка / молярная масса = 250 кг / 100 г/моль = 2500 моль

Согласно уравнению реакции, на каждый моль CaCO3 выделяется один моль CO2. Таким образом, количество моль CO2 также будет равно 2500 моль.

Теперь рассчитаем объем углекислого газа, выделившегося при реакции. Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
PV = nRT

где P - давление (стандартное давление 1 атм = 101325 Па),
V - объем газа,
n - количество моль газа,
R - газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К)),
T - температура (при н.у. равна 0 градусов по Цельсию или 273 К).

Подставляем известные значения:
P V = n R T
V = n R T / P
V = 2500 моль 8.31 Дж/(моль·K) * 273 К / 101325 Па ≈ 57.2 м³

Таким образом, объем углекислого газа, выделившегося при реакции, составляет около 57.2 м³.