1. Какой объем (н. у.) двуокиси углерода будет образован при нагреве 5 кг известняка, которые содержат 10% примесей?

Решение:

1. Для решения данной задачи, нам необходимо учесть, что известняк (CaCO3) при нагревании разлагается на оксид кальция (CaO) и углекислый газ (CO2).

Массовая доля CaCO3 в известняке составляет 90%, так как 10% являются примесями. То есть, из 5 кг известняка, масса CaCO3 равна 90% от 5 кг:

Масса CaCO3 = 0.9 * 5 кг = 4.5 кг

По закону сохранения массы, масса CaO и CO2, образовавшихся при разложении CaCO3, равна массе исходного CaCO3:

Масса CaO = 4.5 кг
Масса CO2 = 4.5 кг

Таким образом, при нагреве 5 кг известняка, содержащего 10% примесей, образуется 4.5 кг двуокиси углерода.

2. Для решения данной задачи, нам необходимо учесть, что при растворении оксида кальция (CaO) в кислоте происходит реакция образования углекислого газа (CO2) и образования раствора соляной кислоты (HCl).

Реакция формально записывается следующим образом:

CaO + 2HCl -> CaCl2 + H2O + CO2

Объем газа, выделившегося при данной реакции, равен 140 мл (н. у.).

Масса CaCO3 в исходной смеси составляет х%, а масса CaO - (100 - х)%. Коэффициент пропорциональности между массой CaCO3 и объемом CO2 равен 1 к 1. То есть, масса CaCO3 и масса CO2 равны.

Масса CaCO3 = Масса CO2 = 5 г

Масса CaO - масса CaCO3 = 5 г - масса CaCO3

Объем CO2 можно выразить через массу CO2, используя уравнение состояния идеального газа:

V = (m * R * T) / (M * P)

где:
V - объем газа (в данном случае CO2),
m - масса газа (в данном случае масса CO2),
R - универсальная газовая постоянная (равна 0.0821 л * атм / (К * моль)),
T - температура газа (примем равной комнатной, 25 °C или 298 К),
M - молярная масса газа (в данном случае молярная масса CO2),
P - давление газа (нормальное давление, равное 1 атм).

Mолярная масса CO2 равна 44 г/моль.

Pодставив все известные значения в формулу, получим:

140 мл = (5 г * 0.0821 л * атм / (К * моль) * 298 К) / (44 г/моль * 1 атм)

Выразим массовую долю CaCO3, зная, что масса CaCO3 равна 5 г:

массовая доля CaCO3 = (масса CaCO3 / исходная масса смеси) * 100%

массовая доля CaCO3 = (5 г / (5 г - масса CaCO3)) * 100%

Подставим известные значения и решим уравнение:

массовая доля CaCO3 = (5 г / (5 г - 5 г)) * 100% = 100%

Таким образом, массовая доля CaCO3 в исходной смеси составляет 100%.