18.1. Напишите формулу соединения, содержащего 24,7% кальция; 14,8% углерода; 59,3% кислорода и 1,2% водорода. 18.2

18.1. Для того чтобы найти формулу соединения с указанным содержанием элементов, мы должны определить количество каждого из элементов в соединении.

Дано:
- 24,7% кальция
- 14,8% углерода
- 59,3% кислорода
- 1,2% водорода

Для начала предположим, что мы имеем 100 г образца соединения. Тогда посчитаем массу каждого элемента в граммах:

Масса кальция = (24,7 / 100) * 100 г = 24,7 г
Масса углерода = (14,8 / 100) * 100 г = 14,8 г
Масса кислорода = (59,3 / 100) * 100 г = 59,3 г
Масса водорода = (1,2 / 100) * 100 г = 1,2 г

Затем определим количество каждого элемента в молях. Для этого воспользуемся периодической таблицей и молярными массами элементов:

Молярная масса кальция (Ca) = 40,08 г/моль
Молярная масса углерода (C) = 12,01 г/моль
Молярная масса кислорода (O) = 16,00 г/моль
Молярная масса водорода (H) = 1,01 г/моль

Количество молей кальция = Масса кальция / Молярная масса кальция = 24,7 г / 40,08 г/моль
Количество молей углерода = Масса углерода / Молярная масса углерода = 14,8 г / 12,01 г/моль
Количество молей кислорода = Масса кислорода / Молярная масса кислорода = 59,3 г / 16,00 г/моль
Количество молей водорода = Масса водорода / Молярная масса водорода = 1,2 г / 1,01 г/моль

Затем найдем наименьшее число молей как коэффициент перед каждым элементом. Для этого разделим каждое количество молей на наименьшее количество молей:

Коэффициент перед кальцием = Количество молей кальция / Наименьшее количество молей
Коэффициент перед углеродом = Количество молей углерода / Наименьшее количество молей
Коэффициент перед кислородом = Количество молей кислорода / Наименьшее количество молей
Коэффициент перед водородом = Количество молей водорода / Наименьшее количество молей

В данном случае наименьшим числом молей является количество молей водорода. Оно равно 1.2 г / 1.01 г/моль ≈ 1.19 моль.

Теперь найдем наиболее близкие целочисленные значения коэффициентов:

Коэффициент перед кальцием ≈ 1.19 моль / 1.19 моль ≈ 1
Коэффициент перед углеродом ≈ 1.19 моль / 1.19 моль ≈ 1
Коэффициент перед кислородом ≈ 1.19 моль / 1.19 моль ≈ 1
Коэффициент перед водородом ≈ 1.19 моль / 1.19 моль ≈ 1

Таким образом, формула соединения с указанным содержанием элементов будет CaCO₃Х.

18.2. Соединение с указанным содержанием элементов называется кальцием карбонатом.

18.3. Чтобы вычислить массу соляной кислоты, использованной в реакции, нам необходимо установить соотношение между карбонатом кальция и соляной кислотой. Уравнение реакции будет следующим:

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Из уравнения видно, что на одну молекулу карбоната кальция приходится 2 молекулы соляной кислоты. Таким образом, соотношение между массами будет следующим:

Масса CaCO₃ / Молярная масса CaCO₃ = Масса HCl / Молярная масса HCl

Известно, что масса CaCO₃ равна исходной массе пробы, т.е. 100 г. Молярная масса CaCO₃ составляет 100.09 г/моль, а молярная масса HCl - 36.46 г/моль. Подставим значения в формулу:

100 г / 100.09 г/моль = Масса HCl / 36.46 г/моль

Масса HCl = (100 г / 100.09 г/моль) * 36.46 г/моль

Рассчитаем:

Масса HCl = 36.45 г

Таким образом, было использовано 36.45 г соляной кислоты.

18.4. Чтобы найти объем газового продукта, образовавшегося при нормальных условиях, нам нужно знать число газовых молей и соотношение объема газов к числу молей при нормальных условиях (или записать уравнение реакции с указанием газообразных продуктов). В данном случае, у нас есть информация о количестве карбоната кальция, содержащего углерод диоксид (CO₂) газовый продукт, который интересует нас.

Исходя из реакции, мы знаем, что масса одной молекулы CO₂ составляет 44.01 г/моль.

Масса CO₂ = (Количество молей CO₂) * (Масса одной молекулы CO₂)

Нам известно, что в реакции образуется 1 моль CO₂ на каждый моль CaCO₃.

Количество молей CO₂ = Количество молей CaCO₃

Предположим, что количество молей CaCO₃ равно единице (1). Рассчитаем мольную массу CaCO₃, подставим значения в формулу:

Молярная масса CaCO₃ = (Количество молей CaCO₃) * (Масса одной молекулы CaCO₃)

Молярная масса CaCO₃ = 1 * 100.09 г/моль

Затем мы можем вычислить массу CO₂, используя массу CaCO₃ и соответствующее соотношение:

Масса CO₂ = (Масса CaCO₃) * (Молярная масса CO₂ / Молярная масса CaCO₃)

Рассчитаем:

Масса CO₂ = (100 г / 100.09 г/моль) * (44.01 г/моль / 100.09 г/моль)

Масса CO₂ = 100 * 44.01 / 100.09 г

Теперь, чтобы найти объем CO₂, используем идеальный газовый закон, который гласит, что для газа при нормальных условиях (0°C и 1 атмосфера давления), 1 моль занимает объем в 22.414 л.

Объем CO₂ = (Масса CO₂) / (Молярная масса CO₂) * (22.414 л/моль)

Рассчитаем:

Объем CO₂ = [(100 * 44.01 г) / (100.09 г/моль)] * (22.414 л/моль)

Таким образом, объем газового продукта, образовавшегося при проведении этой реакции при нормальных условиях, составляет (100 * 44.01 / 100.09) * 22.414 л. Ответ округлим до двух десятичных знаков:

Объем CO₂ ≈ 98.91 л