Какой объем углекислого газа (н.у.) выделится при взаимодействии 15 г карбоната натрия, содержащего 15% примесей, с соляной кислотой?

Для решения задачи сначала нужно вычислить чистую массу карбоната натрия (Na₂CO₃), которая будет реагировать с соляной кислотой, а затем определить объем углекислого газа (CO₂), который выделится в ходе реакции.

1. Определение массы чистого карбоната натрия:

Из условия задачи известно, что масса карбоната натрия составляет 15 г, при этом 15% массы составляют примеси. Следовательно, масса чистого Na₂CO₃ будет:

Масса чистого Na₂CO₃ = 15 г × (1 - 0,15) = 15 г × 0,85 = 12,75 г

2. Расчет количества вещества карбоната натрия (Na₂CO₃):

Для этого нужно разделить массу чистого Na₂CO₃ на его молекулярную массу. Молекулярная масса Na₂CO₃ рассчитывается как:

ММ(Na₂CO₃) = (2 × 23) + 12 + (3 × 16) = 46 + 12 + 48 = 106 г/моль

Теперь найдем количество вещества Na₂CO₃:

Количество вещества Na₂CO₃ = 12,75 г / 106 г/моль ≈ 0,1207 моль

3. Определение объема углекислого газа (CO₂), который выделится:

Реакция карбоната натрия с соляной кислотой происходит по следующему уравнению:

$\text{Na₂CO₃} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H₂O} + \text{CO₂}$

Из уравнения видно, что на 1 моль Na₂CO₃ выделяется 1 моль CO₂.

Следовательно, количество вещества CO₂, которое выделится при реакции, равно количеству вещества Na₂CO₃, то есть 0,1207 моль.

4. Расчет объема углекислого газа (CO₂) при нормальных условиях (н.у.):

При нормальных условиях (температура 0°C, давление 1 атм) 1 моль любого газа занимает 22,4 литра. Следовательно, объем CO₂ будет:

Объем CO₂ = 0,1207 моль × 22,4 л/моль ≈ 2,70 л

Таким образом, объем углекислого газа, который выделится при взаимодействии 15 г карбоната натрия с соляной кислотой, составит примерно 2,70 литра.