Какова масса карбоната кальция, использованного для реакции разложения, если при термическом разложении нетронутого

Для решения этой задачи мы используем законы сохранения массы.

Первым делом найдем массу оксида кальция, которая образуется при разложении карбоната кальция. Из условия задачи известно, что масса образовавшегося оксида кальция составляет 8 грамм, а выход реакции составляет 85%. Значит, масса образовавшегося оксида кальция в процентах от массы исходного карбоната кальция будет равна:

\[
\frac{{85}}{{100}} = \frac{{8}}{{x}}
\]

где \( x \) - масса исходного карбоната кальция. Решим это уравнение:

\[
\frac{{85}}{{100}} \cdot x = 8
\]

\[
x = \frac{{8}}{{\frac{{85}}{{100}}}} = \frac{{8}}{{0.85}} \approx 9.41 \, \text{{грамм}}
\]

Таким образом, масса карбоната кальция, использованного для реакции разложения, составляет около 9.41 грамма.

Теперь давайте определим объем углекислого газа, который образуется в результате разложения карбоната кальция. При разложении карбоната кальция образуется одна молекула углекислого газа (CO2) на одну молекулу оксида кальция (CaO). Мы можем использовать закон Авогадро для рассчета объема углекислого газа при нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атмосфера).

Молярная масса CO2 = 44 г/моль
Молярная масса CaCO3 (карбонат кальция) = 100 г/моль
Молярная масса CaO (оксид кальция) = 56 г/моль

Массовая доля CO2 в CaCO3:
\[
\frac{{44 \, \text{{г/моль}}}}{{100 \, \text{{г/моль}}}} = 0.44
\]

Массовая доля CO2 в CaO:
\[
\frac{{44 \, \text{{г/моль}}}}{{56 \, \text{{г/моль}}}} = 0.79
\]

Таким образом, каждый грамм CaCO3 дает 0.44 г CO2, а каждый грамм CaO дает 0.79 г CO2.

Масса образовавшегося оксида кальция - 8 грамм. Масса образовавшегося углекислого газа будет:

\[
8 \, \text{{г}} \cdot 0.79 \, \frac{{\text{{г CO2}}}}{{\text{{г CaO}}}} = 6.32 \, \text{{г CO2}}
\]

Теперь мы можем использовать идеальный газовый закон, чтобы рассчитать объем углекислого газа при нормальных условиях:

\[
V = \frac{{n \cdot R \cdot T}}{{P}}
\]

где \( V \) - объем газа, \( n \) - количество вещества газа, \( R \) - универсальная газовая постоянная (\( 0.0821 \, \text{{л/моль} \cdot \text{{атм}} \cdot \text{{К}}}} \)), \( T \) - температура газа в кельвинах, \( P \) - давление газа в атмосферах.

У нас есть масса CO2 (\( 6.32 \, \text{{г}} \)), которую нужно преобразовать в количество вещества газа в молях. Для этого воспользуемся молярной массой CO2:

\[
n = \frac{{m}}{{M}}
\]

где \( m \) - масса газа, \( M \) - молярная масса газа.

\[
n = \frac{{6.32 \, \text{{г}}}}{{44 \, \text{{г/моль}}}} = 0.1436 \, \text{{моль}}
\]

Далее, мы можем подставить значения в уравнение объема, где температура равна 0°C (273 Кельвина) и давление равно 1 атмосфере:

\[
V = \frac{{0.1436 \, \text{{моль}} \cdot 0.0821 \, \text{{л/моль} \cdot \text{{атм}} \cdot \text{{К}}}}}}{{1 \, \text{{атм}}}} \cdot 273 \, \text{{К}} = 3.83 \, \text{{л}}
\]

Таким образом, объем углекислого газа при нормальных условиях составляет 3.83 литра.