Когда 75 граммов мрамора подверглись воздействию соляной кислоты, выделилось 11,2 литра газа. Найдите массу смеси в мраморе.

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся знания об химических реакциях и пропорциях между массой веществ и объемом газа.

Сначала определим, какую реакцию происходит между мрамором и соляной кислотой. Мрамор (главным образом, кальциевый карбонат) реагирует с соляной кислотой, образуя углекислый газ (СО2), воду и хлорид кальция. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

CaCO3 + 2HCl -> CO2 + H2O + CaCl2

Из уравнения видно, что для каждой молекулы мрамора (CaCO3) образуется одна молекула углекислого газа (СО2).

Теперь воспользуемся полученной информацией для решения задачи. Зная, что при реакции между 75 граммами мрамора выделилось 11,2 литра газа, нам нужно найти массу смеси в мраморе.

1) Найдем количество вещества мрамора. Для этого воспользуемся молярной массой мрамора. Молярная масса (M) кальция равна 40,1 г/моль, углерода - 12,01 г/моль, а кислорода - 16 г/моль. Следовательно, молярная масса мрамора (CaCO3) равна:

M(CaCO3) = M(Ca) + M(C) + 3 * M(O) = 40,1 г/моль + 12,01 г/моль + 3 * 16 г/моль = 100,1 г/моль.

Таким образом, молярная масса мрамора равна 100,1 г/моль.

Зная молярную массу, мы можем найти количество вещества (n) мрамора, используя соотношение:

n = масса / молярная масса.

n = 75 г / 100,1 г/моль = 0,749 моль.

2) Найдем количество вещества образовавшегося углекислого газа (СО2). Так как на каждую моль мрамора получается одна моль углекислого газа, то количество вещества углекислого газа будет равно 0,749 моль.

3) Теперь мы можем использовать объем газа (V), чтобы найти количество вещества (n) углекислого газа, используя связь между объемом, количеством вещества и их молярным объемом (Vм):

V = n * Vм.

Vм для идеального газа составляет 22,4 литра/моль.

Подставив найденное значение в формулу, мы получаем:

11,2 л = n * 22,4 л/моль,

n = 11,2 л / 22,4 л/моль = 0,5 моль.

Таким образом, количество вещества углекислого газа равно 0,5 моль.

4) Наконец, найдем массу смеси в мраморе. Учитывая, что каждая моль мрамора (CaCO3) дает одну моль углекислого газа (CO2), мы можем записать следующее соотношение:

0,749 моль мрамора = 0,5 моль углекислого газа.

Теперь найдем массу смеси в мраморе, используя соотношение:

масса = количество вещества * молярная масса.

масса = 0,749 моль * 100,1 г/моль = 74,9 г.

Таким образом, масса смеси в мраморе равна 74,9 г.