3.36. Какие масса и объём углекислого газа (н.у.) выделятся при обработке 50 г карбоната кальция соляной кислотой?

Карбонат кальция (CaCO₃) реагирует с соляной кислотой (HCl) с образованием хлорида кальция (CaCl₂), воды (H₂O) и углекислого газа (CO₂).

Уравнение реакции:

\[ CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow \]

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

Сначала найдем молярную массу карбоната кальция (M(CaCO₃)).

M(CaCO₃) = M(Ca) + M(C) + 3 × M(O) = 40 + 12 + 3 × 16 = 40 + 12 + 48 = 100 г/моль.

Теперь найдем количество вещества карбоната кальция, которое нам дано (50 г):

\[
u(CaCO_3) = \frac{m(CaCO_3)}{M(CaCO_3)} = \frac{50 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль} \]

Так как количество карбоната кальция равно количеству углекислого газа:

\[
u(CO_2) =
u(CaCO_3) = 0.5 \text{ моль} \]

Теперь найдем массу углекислого газа. Молярная масса углекислого газа (M(CO₂)) равна:

M(CO₂) = M(C) + 2 × M(O) = 12 + 2 × 16 = 12 + 32 = 44 г/моль.

\[ m(CO_2) =
u(CO_2) \times M(CO_2) = 0.5 \text{ моль} \times 44 \text{ г/моль} = 22 \text{ г} \]

Найдем объем углекислого газа при нормальных условиях (н.у.). При н.у. 1 моль газа занимает 22,4 л.

\[ V(CO_2) =
u(CO_2) \times V_m = 0.5 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 11.2 \text{ л} \]

Ответ: Масса углекислого газа 22 г, объем углекислого газа 11,2 л