Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Составим уравнение химической реакции между азотной кислотой и карбонатом магния. Поскольку карбонат магния взят в избытке, азотная кислота вступит в реакцию полностью. В результате образуются нитрат магния, вода и выделится углекислый газ:
$MgCO_{3} + 2HNO_{3} \rightarrow Mg(NO_{3})_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow$

2. Рассчитаем массу чистой азотной кислоты в исходном растворе. Для этого массу раствора умножим на массовую долю кислоты (переведённую в доли единицы):
$m(HNO_{3}) = m(р-ра) \cdot \omega(HNO_{3}) = 25,2 \text{ г} \cdot 0,1 = 2,52 \text{ г}$

3. Вычислим количество вещества азотной кислоты. Молярная масса $HNO_{3}$ равна:
$M(HNO_{3}) = 1 + 14 + 16 \cdot 3 = 63 \text{ г/моль}$
$n(HNO_{3}) = \frac{m(HNO_{3})}{M(HNO_{3})} = \frac{2,52 \text{ г}}{63 \text{ г/моль}} = 0,04 \text{ моль}$

4. Определим количество вещества выделившегося газа ($CO_{2}$). Согласно уравнению реакции, из 2 моль $HNO_{3}$ образуется 1 моль $CO_{2}$. Следовательно, соотношение количеств веществ:
$n(CO_{2}) = \frac{1}{2} n(HNO_{3}) = \frac{0,04 \text{ моль}}{2} = 0,02 \text{ моль}$

5. Вычислим объём углекислого газа при нормальных условиях (н. у.), используя молярный объём газа ($V_{m} = 22,4 \text{ л/моль}$):
$V(CO_{2}) = n(CO_{2}) \cdot V_{m} = 0,02 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 0,448 \text{ л}$

Ответ: $V(CO_{2}) = 0,448 \text{ л}$

Источник: ФИПИ