Question

Определите объемную долю (в %) каждого газа в смеси, состоящей из азота и оксидов углерода (II) и (IV), если при последовательном пропускании 5 дм3 такой смеси, взятой при н.у., через избыток известковой воды и над нагретым оксидом меди (II) выпало 10 г осадка и образовалось 6,4 г меди.

Answer 1

Дано: Объем смеси газов - 5 дм3 Масса осадка - 10 г Масса меди - 6,4 г

Найти: Объемную долю каждого газа в смеси в %

Решение с расчетом:

Найдем количество вещества меди, которая образовалась: n(Cu) = m(Cu) / M(Cu) = 6,4 г / 63,5 г/моль = 0,1 моль

Поскольку медь образовалась из оксидов углерода, то количество вещества углерода в оксидах: n(C) = n(Cu)

Найдем количество вещества кислорода в оксидах углерода: n(O) = 2n(Cu) = 0,2 моль

Рассмотрим реакцию образования осадка: Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 + H2O

Используем уравнение баланса реакции: Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 + H2O 1 1 1 1

Отсюда видно, что количество вещества углекислого газа равно количеству вещества кислорода: n(CO2) = n(O) = 0,2 моль

Найдем массу углерода в углекислом газе: m(C) = n(CO2) * M(C) = 0,2 моль * 12 г/моль = 2,4 г
Теперь можно найти массу кислорода: m(O) = n(O) * M(O) = 0,2 моль * 16 г/моль = 3,2 г

Найдем массу азота в образце: m(N) = m(Cu) - m(C) - m(O) = 10 г - 2,4 г - 3,2 г = 4,4 г

Теперь найдем количество вещества азота: n(N2) = m(N) / M(N2) = 4,4 г / 28 г/моль = 0,157 моль

Найдем объемную долю каждого газа в смеси: V(N2) = (n(N2) * 22,4 л/моль) / 5 дм3 * 100% = 0,157 моль * 22,4 л/моль / 5 дм3 * 100% = 14,05% V(CO2) = (n(CO2) * 22,4 л/моль) / 5 дм3 * 100% = 0,2 моль * 22,4 л/моль / 5 дм3 * 100% = 17,92% V(O2) = 100% - V(N2) - V(CO2) = 100% - 14,05% - 17,92% = 68,03%

Ответ: Объемная доля азота в смеси - 14,05% Объемная доля углекислого газа в смеси - 17,92% Объемная доля кислорода в смеси - 68,03%