Решим задачу за 30 минут!
Опубликуй вопрос и получи ответ со скидкой 20% по промокоду helpstat20

1. Для решения данной задачи нам понадобятся следующие формулы:

– Массовая доля (мас. %) = (масса компонента / масса раствора) x 100%
– Мольная доля (моль %) = (количество вещества компонента / общее количество вещества в растворе) x 100%
– Молярная концентрация (C) = количество вещества / объем раствора (в моль/л)
– Моляльная концентрация (m) = количество вещества / масса растворителя (в моль/кг)

Известные данные:
Масса азотной кислоты (HNO3) = 800 г
Масса воды (H2O) = 4200 г
Плотность раствора = 1.090 г/см^3

1. Расчет массовой доли азотной кислоты:
Масса раствора = Масса азотной кислоты + Масса воды = 800 г + 4200 г = 5000 г
Массовая доля азотной кислоты = (масса азотной кислоты / масса раствора) x 100% = (800 г / 5000 г) x 100% = 16%

2. Расчет мольной доли азотной кислоты:
Мольная масса азотной кислоты (HNO3) = 1 г/моль + 14 г/моль + 16 г/моль = 63 г/моль
Мольная масса воды (H2O) = 1 г/моль + 1 г/моль + 16 г/моль = 18 г/моль

Мольная доля азотной кислоты = (масса азотной кислоты / молярная масса азотной кислоты) / (масса раствора / молярная масса азотной кислоты + масса воды / молярная масса воды) x 100%
= (800 г / 63 г/моль) / ((800 г / 63 г/моль) + (4200 г / 18 г/моль)) x 100% = 6.93%

3. Расчет молярной концентрации:
Молярная концентрация азотной кислоты = количество вещества азотной кислоты / объем раствора = (масса азотной кислоты / молярная масса азотной кислоты) / объем раствора

Объем раствора рассчитывается по формуле: объем = масса раствора / плотность раствора = 5000 г / 1.090 г/см^3 = 4587.16 см^3 = 4.58716 л

Молярная концентрация азотной кислоты = (800 г / 63 г/моль) / 4.58716 л = 0.219 моль/л

4. Расчет моляльной концентрации:
Моляльная концентрация азотной кислоты = количество вещества азотной кислоты / масса воды

Масса воды в кг = 4200 г / 1000 = 4.2 кг
Моляльная концентрация азотной кислоты = (800 г / 63 г/моль) / 4.2 кг = 0.318 моль/кг

2. Уравнение между CaCO3 и HCl показывает, что на 1 моль CaCO3 образуется 1 моль CO2:
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O

Известные данные:
Масса CaCO3 = 100 г
Объем HCl = 200 мл = 0.2 л
Массовая концентрация HCl = 20 масс. %

Расчет количества вещества HCl:
Масса HCl = (массовая концентрация HCl / 100) x Масса раствора = (20 / 100) x 200 г = 40 г
С учетом мольной массы HCl (36.5 г/моль), количество вещества HCl = 40 г / 36.5 г/моль = 1.095 моль

Таким образом, по уравнению между CaCO3 и HCl, на 1 моль CaCO3 образуется 1 моль CO2.
Следовательно, количество вещества CO2 также равно 1.095 моль.

Расчет объема CO2:
Идеальный газовый закон: PV = nRT, где P – давление, V – объем, n – количество вещества, R – универсальная газовая постоянная, T – температура.
Зная давление (100 кПа), количество вещества (1.095 моль), универсальную газовую постоянную (R = 0.0821 л × атм / (моль × К)), и температуру (27 °C = 300 K), можно рассчитать объем CO2.

100 кПа × V = 1.095 моль × 0.0821 л × атм / (моль × К) × 300 К
V = (1.095 моль × 0.0821 л × атм / (моль × К) × 300 К) / (100 кПа) = 2.458 л

Таким образом, объем углекислого газа, образовавшегося при взаимодействии CaCO3 и HCl, составляет 2.458 л