Уравнение реакции между CaCO3 и HNO3:
CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
Из уравнения видно, что на каждый моль CaCO3 образуется один моль CO2. Поэтому количество молей CO2, образовавшихся при реакции, равно количеству молей CaCO3 в образце. Объем CO2 при н.у. составляет 3,6 л, что при стандартных условиях (температура 0 градусов Цельсия и давление 1 атмосфера) соответствует количеству молей:
n(CO2) = V * P / (R * T) = (3,6 л) * (1 атм) / (0,0821 л * атм / моль * К * 273 К) ≈ 0,131 моль
Таким образом, в образце содержится 0,131 моль CaCO3. Молярная масса CaCO3 равна 100,1 г/моль, поэтому масса CaCO3 в образце равна:
m(CaCO3) = n(CaCO3) * M(CaCO3) = 0,131 моль * 100,1 г/моль = 13,11 г
Так как общая масса образца составляет 150 г, то массовая доля CaCO3 в образце равна:
w(CaCO3) = m(CaCO3) / m(обр) * 100% = 13,11 г / 150 г * 100% ≈ 8,74%
Ответ: массовая доля CaCO3 в образце известняка равна 8,74%.