К избытку карбоната кальция добавили 80 г раствора с массовой долей азотной кислоты 20%. Вычислите объем (н.у.) выделившегося газа.

Решение:

1. Найдём массу азотной кислоты (HNO₃) в растворе:
   Масса раствора = 80 г.
   Массовая доля HNO₃ = 20% = 0.2.
   Масса HNO₃ = Масса раствора × Массовая доля HNO₃ = 80 г × 0.2 = 16 г.
2. Найдём молярную массу азотной кислоты (HNO₃):
   M(HNO₃) = M(H) + M(N) + 3 × M(O) = 1 г/моль + 14 г/моль + 3 × 16 г/моль = 1 + 14 + 48 = 63 г/моль.
3. Найдём количество вещества азотной кислоты (HNO₃):
   n(HNO₃) = Масса HNO₃ / M(HNO₃) = 16 г / 63 г/моль ≈ 0.254 моль.
4. Запишем уравнение реакции между карбонатом кальция (CaCO₃) и азотной кислотой (HNO₃):
   Карбонат кальция реагирует с азотной кислотой с выделением углекислого газа (CO₂), воды и нитрата кальция.
   \[ \text{CaCO}_3 + 2\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Ca(NO}_3\text{)}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow \]
5. Определим количество вещества выделившегося газа (CO₂):
   Согласно уравнению реакции, из 2 моль HNO₃ образуется 1 моль CO₂.
   Следовательно, количество вещества CO₂ будет в два раза меньше количества вещества HNO₃.
   n(CO₂) = n(HNO₃) / 2 = 0.254 моль / 2 ≈ 0.127 моль.
6. Вычислим объем выделившегося газа (CO₂) при нормальных условиях (н.у.):
   При нормальных условиях (температура 0 °C, давление 1 атм) молярный объем любого газа составляет 22.4 л/моль.
   Объем CO₂ = n(CO₂) × Молярный объем = 0.127 моль × 22.4 л/моль ≈ 2.84 л.

Ответ: Объем выделившегося газа составляет примерно 2.84 л.