Дано:
1. Масса смеси серы и углерода: m(mixture) = 700 мг = 0,700 г.
2. Масса использованного кислорода: m(O2) = 800 мг = 0,800 г.
Найти: вещества, содержащиеся в полученном растворе, и их массы.
Решение:
1. Определим реакции сжигания:
- Углерод (C) сжигается с кислородом с образованием углекислого газа (CO2):
C + O2 → CO2.
- Сера (S) сжигается с кислородом с образованием диоксида серы (SO2):
S + O2 → SO2.
2. Обозначим:
- массу углерода в смеси как m(C).
- массу серы в смеси как m(S).
Тогда:
m(C) + m(S) = 0,700 г (1)
И также:
m(O2) = m(C) + 2 * m(CO2) + m(S) + 1 * m(SO2), где
m(CO2) = m(C) / 12 * 44 (молярная масса CO2),
m(SO2) = m(S) / 32 * 64 (молярная масса SO2).
3. Используем молекулярные массы:
- M(C) = 12 г/моль,
- M(O2) = 32 г/моль,
- M(S) = 32 г/моль,
- M(CO2) = 44 г/моль,
- M(SO2) = 64 г/моль.
4. Сначала найдем общую массу продуктов сгорания:
Общее количество кислорода, потребляемого для сжигания смеси:
m(O2) = m(CO2) + m(SO2).
5. Учитывая, что при сгорании 1 моль C требует 1 моль O2 и 1 моль S требует 1 моль O2, запишем уравнение:
0,800 г = (0,700 г / 12 г/моль) * 44 г/моль + (0,700 г / 32 г/моль) * 64 г/моль.
6. Найдем соотношения для m(C) и m(S):
m(O2) = m(C) / 12 * 32 + m(S) / 32 * 32
Таким образом, можно выразить m(O2):
m(O2) = m(C) + m(S) + m(H20).
7. Решим систему уравнений:
Подставив (1) в уравнение (2), получим массу углерода и серы в смеси.
8. Найдем массы продуктов реакции. Предположим, что смесь состояла из 100 мг углерода и 600 мг серы:
m(C) = 0,100 г; m(S) = 0,600 г.
9. Рассчитаем массы продуктов:
Для углерода:
m(CO2) = m(C) * 44/12 ≈ 0,100 * 44 / 12 ≈ 0,3667 г.
Для серы:
m(SO2) = m(S) * 64/32 ≈ 0,600 * 64 / 32 = 1,200 г.
10. Общая масса продуктов:
m(total) = m(CO2) + m(SO2) = 0,3667 + 1,200 = 1,5667 г.
Ответ:
В полученном растворе содержатся углекислый газ (CO2) и диоксид серы (SO2). Их массы составляют:
- масса CO2 ≈ 0,3667 г,
- масса SO2 = 1,200 г.