Cho 20g Calcium carbonate tác dụng với 200ml dung dịch hydrochloric acid. a. Viết phương trình phản ứng hoá học xảy ra. b. Tính thể tích khí thu được sau phản ứng ở 25oC, 1 bar. c. Tính khối lượng muối...

a. Phương trình phản ứng hóa học giữa calcium carbonate (CaCO₃) và hydrochloric acid (HCl) như sau: \[ \text{CaCO}_3 (s) + 2 \text{HCl} (aq) \rightarrow \text{CaCl}_2 (aq) + \text{H}_2\text{O} (l) + \text{CO}_2 (g) \] b. Để tính thể tích khí CO₂ thu được sau phản ứng, ta cần xác định số mol của CaCO₃ trước. Khối lượng mol của CaCO₃ = 40 (Ca) + 12 (C) + 3 * 16 (O) = 100 g/mol. Số mol của CaCO₃: \[ n = \frac{m}{M} = \frac{20g}{100 g/mol} = 0.2 mol \] Theo phương trình phản ứng, 1 mol CaCO₃ sẽ tạo ra 1 mol CO₂. Do đó, số mol CO₂ thu được cũng là 0.2 mol. Áp dụng phương trình khí lý tưởng để tính thể tích khí CO₂ ở điều kiện 25°C (298 K) và 1 bar (1 atm): \[ PV = nRT \] Trong đó: - \( P = 1 \, \text{bar} = 1 \, \text{atm} \) - \( V \) là thể tích khí (lít) - \( n = 0.2 \, \text{mol} \) - \( R = 0.0821 \, \text{L atm/(mol K)} \) - \( T = 298 \, \text{K} \) Tính thể tích \( V \): \[ V = \frac{nRT}{P} = \frac{0.2 \, \text{mol} \times 0.0821 \, \text{L atm/(mol K)} \times 298 \, \text{K}}{1 \, \text{atm}} \] \[ V \approx \frac{4.8984}{1} \approx 4.9 \, \text{L} \] Vậy thể tích khí CO₂ thu được là khoảng 4.9 lít. c. Để tính khối lượng muối CaCl₂ thu được sau phản ứng, chúng ta sẽ tìm số mol của HCl và sau đó tính số mol muối. Theo phương trình phản ứng, 1 mol CaCO₃ cần 2 mol HCl. Với 0.2 mol CaCO₃, chúng ta cần: \[ 0.2 \, \text{mol CaCO}_3 \times 2 = 0.4 \, \text{mol HCl} \] Khối lượng mol của HCl = 1 (H) + 35.5 (Cl) = 36.5 g/mol. Số mol HCl trong 200 ml dung dịch (giả sử nồng độ HCl là 1M): \[ n = C \cdot V = 1 \, \text{mol/L} \times 0.2 \, \text{L} = 0.2 \, \text{mol HCl} \] Do đó, HCl không đủ để phản ứng hoàn toàn với 0.2 mol CaCO₃ (cần 0.4 mol), nhưng phản ứng vẫn xảy ra cho đến khi HCl hết. Vì vậy, số mol muối CaCl₂ thu được sẽ là 0.2 mol (theo số mol của CaCO₃). Khối lượng muối CaCl₂: Khối lượng mol của CaCl₂ = 40 (Ca) + 2 * 35.5 (Cl) = 111 g/mol. Khối lượng muối thu được: \[ m = n \times M = 0.2 \, \text{mol} \times 111 \, \text{g/mol} = 22.2 \, \text{g} \] Vậy khối lượng muối CaCl₂ thu được là khoảng 22.2g.