Для решения этой задачи нам необходимо знать молярную массу углекислого газа и гидроксида кальция, а также соотношение реагентов в реакции.
1. Начнем с определения молярной массы углекислого газа (CO2). Молярная масса элементов C и O равна соответственно 12,01 г/моль и 16,00 г/моль. Углекислый газ включает один атом C и два атома O, поэтому молярная масса CO2 равна:
(12,01 г/моль) + 2 * (16,00 г/моль) = 12,01 г/моль + 32,00 г/моль = 44,01 г/моль.
Таким образом, молярная масса углекислого газа равна 44,01 г/моль.
2. Теперь определим молярную массу гидроксида кальция (Ca(OH)2). Молярная масса кальция (Ca) равна 40,08 г/моль, а молярные массы кислорода (O) и водорода (H) равны 16,00 г/моль и 1,01 г/моль соответственно. Гидроксид кальция содержит один атом кальция, два атома кислорода и два атома водорода, поэтому молярная масса Ca(OH)2 равна:
40,08 г/моль + 2 * (16,00 г/моль) + 2 * (1,01 г/моль) = 40,08 г/моль + 32,00 г/моль + 2,02 г/моль = 74,10 г/моль.
Таким образом, молярная масса гидроксида кальция равна 74,10 г/моль.
3. Теперь рассмотрим соотношение реагентов в реакции. Реакция между углекислым газом (CO2) и гидроксидом кальция (Ca(OH)2) приводит к образованию средней соли (CaCO3) и воды (H2O). Уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O.
Из этого уравнения видно, что на каждый молекулярный вес углекислого газа (44,01 г/моль) требуется один молекулярный вес гидроксида кальция (74,10 г/моль), чтобы полностью произвести эту реакцию. То есть, соотношение между молярными весами углекислого газа и гидроксида кальция равно 1:1.
4. Теперь перейдем к объему углекислого газа, который может вступить в реакцию с данной массой гидроксида кальция.
Дано, что масса раствора гидроксида кальция равна 1 кг (1000 г), а его концентрация составляет 3,7 %. Это означает, что в 100 г раствора гидроксида кальция содержится 3,7 г гидроксида кальция.
Чтобы определить количество гидроксида кальция в 1 кг (1000 г) раствора, мы можем использовать простую пропорцию:
3,7 г гидроксида кальция / 100 г раствора = X г гидроксида кальция / 1000 г раствора.
Решая эту пропорцию, найдем, что в 1 кг раствора содержится:
(3,7 г гидроксида кальция * 1000 г раствора) / 100 г раствора = 37 г гидроксида кальция.
5. Теперь, зная молярную массу гидроксида кальция, мы можем определить количество молей этого соединения в 37 г.
Количество молей гидроксида кальция равно:
Масса / Молярная масса = 37 г / 74,10 г/моль = 0,499 моля.
6. Из соотношения реагентов в реакции мы знаем, что на каждый молекулярный вес углекислого газа (44,01 г/моль) требуется один молекулярный вес гидроксида кальция (74,10 г/моль). То есть, на одну моль гидроксида кальция требуется одна моль углекислого газа.
Теперь мы можем определить количество молей углекислого газа, которое может вступить в реакцию:
0,499 моль гидроксида кальция * 1 моль углекислого газа / 1 моль гидроксида кальция = 0,499 моль углекислого газа.
7. Наконец, чтобы определить объем углекислого газа (н.у.), нужно использовать соотношение между объемом газа и его количеством в молях, выраженных в стандартных условиях (н.у.), которые включают температуру 273 К и давление 1 атм.
По данным научным исследованиям, известно, что одна моль газа занимает примерно 22,4 литра объема при стандартных условиях.
Таким образом, чтобы определить объем углекислого газа (н.у.), который может вступить в реакцию, нам нужно умножить количество молей углекислого газа (0,499 моль) на 22,4 л/моль:
Объем = 0,499 моль * 22,4 л/моль = 11,1 литров.
Ответ: Объем углекислого газа (н.у.), который может вступить в реакцию с 1 кг 3,7 % раствора гидроксида кальция с образованием средней соли, составляет 11,1 литров.
1. Начнем с определения молярной массы углекислого газа (CO2). Молярная масса элементов C и O равна соответственно 12,01 г/моль и 16,00 г/моль. Углекислый газ включает один атом C и два атома O, поэтому молярная масса CO2 равна:
(12,01 г/моль) + 2 * (16,00 г/моль) = 12,01 г/моль + 32,00 г/моль = 44,01 г/моль.
Таким образом, молярная масса углекислого газа равна 44,01 г/моль.
2. Теперь определим молярную массу гидроксида кальция (Ca(OH)2). Молярная масса кальция (Ca) равна 40,08 г/моль, а молярные массы кислорода (O) и водорода (H) равны 16,00 г/моль и 1,01 г/моль соответственно. Гидроксид кальция содержит один атом кальция, два атома кислорода и два атома водорода, поэтому молярная масса Ca(OH)2 равна:
40,08 г/моль + 2 * (16,00 г/моль) + 2 * (1,01 г/моль) = 40,08 г/моль + 32,00 г/моль + 2,02 г/моль = 74,10 г/моль.
Таким образом, молярная масса гидроксида кальция равна 74,10 г/моль.
3. Теперь рассмотрим соотношение реагентов в реакции. Реакция между углекислым газом (CO2) и гидроксидом кальция (Ca(OH)2) приводит к образованию средней соли (CaCO3) и воды (H2O). Уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O.
Из этого уравнения видно, что на каждый молекулярный вес углекислого газа (44,01 г/моль) требуется один молекулярный вес гидроксида кальция (74,10 г/моль), чтобы полностью произвести эту реакцию. То есть, соотношение между молярными весами углекислого газа и гидроксида кальция равно 1:1.
4. Теперь перейдем к объему углекислого газа, который может вступить в реакцию с данной массой гидроксида кальция.
Дано, что масса раствора гидроксида кальция равна 1 кг (1000 г), а его концентрация составляет 3,7 %. Это означает, что в 100 г раствора гидроксида кальция содержится 3,7 г гидроксида кальция.
Чтобы определить количество гидроксида кальция в 1 кг (1000 г) раствора, мы можем использовать простую пропорцию:
3,7 г гидроксида кальция / 100 г раствора = X г гидроксида кальция / 1000 г раствора.
Решая эту пропорцию, найдем, что в 1 кг раствора содержится:
(3,7 г гидроксида кальция * 1000 г раствора) / 100 г раствора = 37 г гидроксида кальция.
5. Теперь, зная молярную массу гидроксида кальция, мы можем определить количество молей этого соединения в 37 г.
Количество молей гидроксида кальция равно:
Масса / Молярная масса = 37 г / 74,10 г/моль = 0,499 моля.
6. Из соотношения реагентов в реакции мы знаем, что на каждый молекулярный вес углекислого газа (44,01 г/моль) требуется один молекулярный вес гидроксида кальция (74,10 г/моль). То есть, на одну моль гидроксида кальция требуется одна моль углекислого газа.
Теперь мы можем определить количество молей углекислого газа, которое может вступить в реакцию:
0,499 моль гидроксида кальция * 1 моль углекислого газа / 1 моль гидроксида кальция = 0,499 моль углекислого газа.
7. Наконец, чтобы определить объем углекислого газа (н.у.), нужно использовать соотношение между объемом газа и его количеством в молях, выраженных в стандартных условиях (н.у.), которые включают температуру 273 К и давление 1 атм.
По данным научным исследованиям, известно, что одна моль газа занимает примерно 22,4 литра объема при стандартных условиях.
Таким образом, чтобы определить объем углекислого газа (н.у.), который может вступить в реакцию, нам нужно умножить количество молей углекислого газа (0,499 моль) на 22,4 л/моль:
Объем = 0,499 моль * 22,4 л/моль = 11,1 литров.
Ответ: Объем углекислого газа (н.у.), который может вступить в реакцию с 1 кг 3,7 % раствора гидроксида кальция с образованием средней соли, составляет 11,1 литров.