Рассчитайте объем оксида углерода (IV), полученного при взаимодействии мрамора с 20%-м раствором азотной кислоты массой 126 г.

Дано:

• Масса раствора азотной кислоты: $m_{\text{р-ра}} = 126$ г.

• Массовая доля азотной кислоты: $\omega(HNO_3)=20\%=0{,}2$.

• Мрамор состоит преимущественно из карбоната кальция $CaCO_3$.

• Молярный объём газа при нормальных условиях: $V_m=22{,}4$ л/моль.

Найти: $V(CO_2)$ — объём выделившегося углекислого газа.

Решение

1. Запишем уравнение химической реакции.

При взаимодействии мрамора с азотной кислотой образуются нитрат кальция, углекислый газ и вода:

Из уравнения видно, что из 2 моль азотной кислоты образуется 1 моль углекислого газа.

2. Найдём массу чистой азотной кислоты в растворе.

Используем формулу:

Подставляем значения:

3. Рассчитаем количество вещества азотной кислоты.

Молярная масса азотной кислоты:

Количество вещества:

4. Найдём количество вещества углекислого газа.

По уравнению реакции:

Следовательно:

5. Рассчитаем объём углекислого газа.

При нормальных условиях 1 моль любого газа занимает 22,4 л.

Используем формулу:

Подставляем значения:

Ответ:

При взаимодействии мрамора с 126 г 20%-го раствора азотной кислоты выделится 4,48 л оксида углерода (IV) при нормальных условиях, если мрамор взят в избытке и реакция протекает полностью.