化学反応と物質量molの問題です。

質問

化学の問題が分からなくて困っています；教えてくださいっ
(1)炭酸カルシウムに塩酸（HCLの水溶液）を作用させると、炭酸カルシウムは溶け二酸化炭素が発生する。この反応について次の問いに答えよ。
a:10.0gの炭酸カルシウムを完全に溶かすためには5.0mol/lの塩酸を少なくとも何ml加える必要があるか。
b:（a）のとき発生する二酸化炭素は標準で何lか。

(2)都市ガスの主成分はメタンCH4である。今、浴槽に入った15℃の水430lを40℃にしたい。必要な都市ガスは標準状態（0℃、1.01×10＾5Pa=1atm）で何m3か。ただし都市ガスはメタンだけからなり、メタンの燃焼熱は215kcal/mol、水の比熱1kcal（g・℃）、比重は1g/mlとする。また、発生する熱はすべて水の昇温に使われるものとする。なお、kcal（キロカロリー）はエネルギーの単位であり、1kcal=4.2kJである。

よろしくお願いします＞＜

回答No.3

nious

(1)を難しく考えてみます(笑)。

CaCO3(固) ⇔ Ca^2+ + CO3^2- ；Ksp=[Ca^2+][CO3^2-]=5.0*10^(-9)
CO2のpK1=6.35, pK2=10.33(25℃)より、

CaCO3=0.10molだから、HClをx(L)加えた時点で完全に溶けたとすると、

[Ca^2+][CO3^2-]=(0.10/x)^2*{K1K2/([H^+]^2+K1[H^+]+K1K2)}=Ksp → 0.10/x=√{Ksp([H^+]^2+K1[H^+]+K1K2)/K1K2}‥(*)

プロトン均衡より、[H^+]+2[CO2]+[HCO3^-]=[Cl^-]+[OH^-]、(*)と2式から

[H^+]+[H^+](2[H^+]+K1)√{Ksp/(K1K2([H^+]^2+K1[H^+]+K1K2))}-5.0-(Kw/[H^+])=0

これを解くと、pH=3.79の時にx=39.9mlで完全に溶けます。

因みに酢酸(Ka=1.8*10^(-5))を加えた場合には、pH=4.34の時にx=141mlで完全に溶けます。

回答No.2

noname#160321

御質問者のせいではないですが、常識が欠如した人の作った問題ですね。
比熱1kcal（g・℃）→比熱は1kcal/g・℃
比重は1g/ml→「密度」は1g/ml

回答No.1

owata-www

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ヒントだけ
(1)
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2

(2)
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + Qkcal
燃焼熱の定義は
ある単位量の物質が完全燃焼した時に発生する熱量
です

後はご自分で

お礼

すいませんでした＞＜
ヒントありがとうございます。
答えを導けるよう頑張ります。