При растворении 150 г известняка в избытке соляной кислоты выделилось 43,72 л (н. у.) углекислого газа. Определите массовую долю карбоната кальция в данном образце известняка. Дано: Решение:

Дано:

Масса известняка (смесь) m(известняка) = 150 г

Объем углекислого газа V(CO₂) = 43,72 л

Найти:

Массовую долю карбоната кальция ω(CaCO₃) - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия карбоната кальция с соляной кислотой:

$$CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2$$

2. Найдем количество вещества углекислого газа, выделившегося в реакции. При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает объем 22,4 л/моль.

$$n(CO_2) = \frac{V(CO_2)}{V_m} = \frac{43.72 \space л}{22.4 \space л/моль} = 1.952 \space моль$$

3. По уравнению реакции, количество вещества CaCO₃ равно количеству вещества CO₂:

$$n(CaCO_3) = n(CO_2) = 1.952 \space моль$$

4. Найдем массу карбоната кальция:

$$M(CaCO_3) = 40 + 12 + 3 \cdot 16 = 100 \space г/моль$$

$$m(CaCO_3) = n(CaCO_3) \cdot M(CaCO_3) = 1.952 \space моль \cdot 100 \space г/моль = 195.2 \space г$$

5. Найдем массовую долю карбоната кальция в известняке:

$$\omega(CaCO_3) = \frac{m(CaCO_3)}{m(известняка)} \cdot 100\% = \frac{195.2 \space г}{150 \space г} \cdot 100\% = 130.13\% $$

Ответ: Массовая доля карбоната кальция в данном образце известняка составляет 130.13%.