Учеба и наука
Решение задачи. Химия - вопрос №105442
В результате полного восстановления углеродом твердого образца массой 164,1 г, содержащего только элементы Fe и O, получили смесь угарного и углекислого газов обьёмом 56,0 дм3 (н.у.) с массовой долей кислорода 61%. Определите массу (г) восстановленного железа.(Ответ 117) какое решение задачи
Нужно решение задачи
август 10, 2011 г.
-
Всего ответов: 1
-
ЗАДАЧА:
В результате полного восстановления углеродом твердого образца массой 164,1 г, содержащего только элементы Fe и O, получили смесь угарного и углекислого газов объёмом 56,0 дм3 (н.у.) с массовой долей кислорода 61%. Определите массу (г) восстановленного железа.
РЕШЕНИЕ:
Логика решения — исходя из объема смеси и доли кислорода в смеси, можно определить точный мольный состав смеси — сколько в ней молей CO и сколько CO2. После чего находим, сколько приходится (по массе, в г) на кислород в каждом из этих газов. Складывая эти количества кислорода в CO и в CO2, получаем общую массу кислорода, находившегося (до процесса восстановления) в исходном образце. Откуда мгновенно (вычитая эту величину из общей массы образца) определяем и искомую массу железа.
1. Определим общее число молей n газовой смеси (CO и CO2), считая её идеальной и помня, что один моль любого идеального газа (в т.ч. и смеси) занимает при н.у. объем ~22.4 л. Тогда, поскольку объем нашей газовой смеси составляет56 л, имеем:
n ≈ 56/22.4 = 2.5 (моль)
2. Обозначим x — искомое число молей CO (откуда 2.5-x — число молей CO2).
Тогда 16x - масса (в г) кислорода в x молях CO (16 — атомная масса кислорода; в 1 моле CO содержится16 г кислорода).
Аналогично 32(2.5-x) — масса (в г) кислорода в (2.5-x) молях CO2 (32=2x16, где 2 — число атомов кислорода в молекуле CO2; в 1 моле CO2 содержится32 г кислорода).
Далее, масса x молей CO и (2.5-x) молей CO2 равны соответственно 28x и 44(2.5-x) (28 и 44 — молярные массы CO (12+16=28) и CO2 (12+16x2=44; здесь 12 – атомная масса углерода C).
Теперь можно записать условие того, что общая масса кислорода в смеси, т.е величина [16x+32(2.5-x)], равна 61% от общей массы смеси, т.е. от величины [28x+44(2.5-x)]:
16x+32(2.5-x) = 0.61[28x+44(2.5-x)] (1)
Уравнение (1) — линейное, легко решается: x ≈ 2.067 (моль).
(Отметим, что все атомные массы здесь приведены приближенно – округлены до целого)
3. Найдем теперь (в соответствии с вышеприведенной логикой решения), сколько общую массу кислорода m(O) (подставив найденное значение x=2.067 в левую часть уравнения (1)):
m(O)≈16x+32(2.5-x)≈ 16·2.067+32(2.5-2.067) ≈ 46.9 (г)
И, наконец, искомая масса железа m(Fe) находится исходя из заданной общей массы m образца и найденной массы m(O) кислорода:
m(Fe) = m – m(O) ≈ 164.1 – 46.9 = 117.2 (г)
Похожие вопросы
А 6. В схеме превращений C2H5 Сl → Х → CH3COH, веществом Х является а) этанол; б) этаналь; в) хлорэтан, г) 1,2 дихлорэтан. А 7. С каким веществом при нагревании голубой осадок
сегодня
Решено
Какую массу 60% азотной кислоты можно получить теоретически из 1 м^3 аммиака, если объем измерен при н.у.?
Вопрос задан анонимно апрель 3, 2024 г.