6. Какой объём углекислого газа (н. у.) образуется при взаимодействии 730 г 20%-ной соляной кислоты с необходимым количеством мрамора? Какое количество вещества карбоната кальция потребуется для реакции?

Для решения этой задачи нам потребуется уравнение реакции между соляной кислотой и карбонатом кальция (мрамором):

$$CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2$$

Сначала определим массу чистой соляной кислоты в 730 г 20%-ного раствора:

$$m(HCl) = 730 \cdot 0.20 = 146 \text{ г}$$

Теперь найдем количество вещества HCl:

$$M(HCl) = 1 + 35.5 = 36.5 \text{ г/моль}$$ $$n(HCl) = \frac{146}{36.5} = 4 \text{ моль}$$

Из уравнения реакции видно, что на 2 моль HCl образуется 1 моль CO2. Значит, количество вещества CO2 будет в два раза меньше, чем HCl:

$$n(CO_2) = \frac{n(HCl)}{2} = \frac{4}{2} = 2 \text{ моль}$$

Теперь найдем объем CO2 при нормальных условиях (н.у.):

$$V(CO_2) = n(CO_2) \cdot V_m = 2 \cdot 22.4 = 44.8 \text{ л}$$

Далее найдем количество вещества карбоната кальция, которое прореагировало. Из уравнения реакции видно, что на 2 моль HCl требуется 1 моль CaCO3. Следовательно:

$$n(CaCO_3) = \frac{n(HCl)}{2} = \frac{4}{2} = 2 \text{ моль}$$

Ответ: Объем углекислого газа равен 44.8 л, количество вещества карбоната кальция равно 2 моль.