24,7% of calcium, 14,8% of carbon, 59,3% of oxygen, and 1,2% of hydrogen by mass were present in the compound

Для решения данной задачи сначала нам потребуется определить формулу соединения и его название, а затем мы сможем рассчитать массу использованной соляной кислоты и объем выделившегося газообразного продукта при стандартных условиях.

A) Формула соединения:
Дано, что в соединении присутствует 24,7% кальция, 14,8% углерода, 59,3% кислорода и 1,2% водорода по массе. Чтобы найти формулу, мы должны найти отношение атомов каждого элемента в соединении.

Допустим, у нас есть 100 граммов соединения. Тогда по массе:
- Кальций: (24,7 г / 40,08 г/моль) = 0,616 моль
- Углерод: (14,8 г / 12,01 г/моль) = 1,233 моль
- Кислород: (59,3 г / 16,00 г/моль) = 3,706 моль
- Водород: (1,2 г / 1,01 г/моль) = 1,188 моль

Мы замечаем, что отношение атомов углерода, кислорода и водорода выглядит почти как целые числа:
- Углерод: 1
- Кислород: 3
- Водород: 3

Таким образом, формула соединения может быть выражена как CaCO₃.

B) Название соединения:
CaCO₃ - это карбонат кальция.

C) Масса использованной соляной кислоты:
Мы знаем, что массовая доля HCl в растворе составляет 43,8%, и мы используем 500 г соляной кислоты. Чтобы найти массу HCl, мы умножим массу соляной кислоты на массовую долю HCl:

Масса HCl = 500 г × 0,438 = 219 г

Таким образом, масса использованной соляной кислоты составляет 219 г.

D) Объем газообразного продукта при стандартных условиях:
Для расчета объема газа при стандартных условиях, мы должны использовать идеальный газовый закон и знать количество вещества газа, вырабатываемого в реакции. Из уравнения реакции между карбонатом кальция и соляной кислотой:

CaCO₃ + 2HCl -> CaCl₂ + H₂O + CO₂

Мы видим, что на каждую молекулу карбоната кальция требуется 2 молекулы соляной кислоты, чтобы образовать 1 молекулу CO₂.

Поскольку мы знаем, что в 1 моле карбоната кальция содержится 1 моль углекислого газа (CO₂), и массовая доля кальция в соединении составляет 24,7%, мы можем рассчитать количество вещества карбоната кальция:

Масса карбоната кальция = 0,247 × 500 г = 123,5 г
Количество вещества CaCO₃ = (масса карбоната кальция / молярная масса CaCO₃) = (123,5 г / 100,1 г/моль) = 1,234 моль

Таким образом, количество молекул CO₂, образуемых в реакции, будет таким же, как количество молекул карбоната кальция:

Количество молекул CO₂ = 1,234 моль

Теперь мы можем использовать идеальный газовый закон, чтобы найти объем газа при стандартных условиях. При стандартных условиях 1 моль газа занимает 22,4 литра:

Объем газа = количество молекул CO₂ × 22,4 л/моль = 1,234 моль × 22,4 л/моль = 27,6 л

Таким образом, объем газообразного продукта при стандартных условиях составляет 27,6 л.