Химия

8 класс
Вопрос
В сосуд емкостью 5,6 л, заполненный при нормальных условиях азотом, поместили 37 г смеси нитрата натрия и карбоната кальция. Сосуд закрыли и нагревали до полного разложения содержавшихся в нем солей. Определите массы веществ в твердом остатке после прокаливания и состав (в % по объему) газовой смеси, находящейся в сосуде после разложения солей, если известно, что ее плотность по кислороду равна 1,08.
Ответ


Рассчитываем количество вещества азота, находившегося в сосуде и среднюю молярную массу образовавшейся газовой смеси:

$\nu (N_{2}) = \frac{V(N_{2})}{22,4} = \frac{5,6}{22,4} = 0,25 моль. M_{ср.} = D_{O_{2} } \cdot M(O_{2}) = 1,08 \cdot 32 = 34,56 г/моль$.

Пусть в исходной смеси было $x$ моль нитрата натрия и $y$ моль карбоната кальция.

$\overset{x}{2NaNO_{3}} \rightarrow \underset{x}{2NaNO_{2} } + \underset{0,5x}{O_{2} } \uparrow$
$\overset{y}{CaCO_{3}} \rightarrow \underset{y}{CaO} + \underset{y}{CO_{2}} \uparrow$

$m(NaNO_{3}) = M(NaNO_{3}) \cdot \nu (NaNO_{3}) = 85x; m(CaCO_{3}) = M(CaCO_{3}) \cdot \nu (CaCO_{3}) = 100y$.
$85x + 100y = Э7$.

$\nu(газов \: в \: образовавшейся \: смеси) = \nu (H_{2}) + \nu (O_{2}) + \nu (CO_{2}) = 0,25 + 0,5x + y$.
$M_{ср.} = \frac{0,25 \cdot 28 + 0,5x \cdot 32 + y \cdot 44}{34,56} = 0,25 + 0,5x + y; 28 \cdot 0,25 + 32 \cdot 0,5x + 44 \cdot y = 34,56 \cdot (NULL,25 + 0,5x + y); 8,64 + 17,28x + 34,56y = 7 + 16x + 44y; 1,28x - 9,44y = - 1,64$

Составляем систему уравнений и решаем ее:

$\left . \begin{matrix} 85x + 100y = 37 \\ 1,28x + 9,44y = -1,64 \end{matrix} \right | \left . \begin{matrix} ~ & 85x + 100y = 37 \\ \cdot \frac{85}{1,28} & 85x - 627y = - 108,9 \end{matrix} \right | \begin{matrix} 727y = 145,9 \\ t = 0,2 \end{matrix}$
$x = \frac{37 - 20}{85} = 0,2$.

Находим объемные доли газов в смеси и массы образовавшихся твердых продуктов:

$\nu (газов \: в \: образовавшейся \: смеси) = 0,25 + 0,5x + y = 0,25 + 0,1 + 0,2 = 0,55$
$\phi (N_{2}) = \chi (N_{2}) = \frac{0,25}{0,55} = 0,4545$ (NULL,45 %);
$\phi (O_{2}) = \chi (O_{2}) = \frac{0,1}{0,55} = 0,1818$ (NULL,18 %);
$\phi(CO_{2}) = C(CO_{2}) = \frac{0,2}{0,55} = 0,3636$ (NULL,36 %);
$\phi(NaNO_{2}) = M(NaNO_{2}) \cdot x = 69 \cdot 0,2 = 13,8 г$;
$m(CaO) = M(CaO) \cdot y = 56 \cdot 0,2 = 11,2 г$.
Ответ: $\phi (N_{2}) = 45,45 \text{ % }; \phi (O_{2}) = 18,18 \text{ % }; \phi (CO_{2}) = 36,36 \text{ % }; m(NaNO_{2}) = 13,8 г; m(CaO) = 11,2 г$.
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме

Взаимодействие воды с двуокисью серы и иодом находит широкое применение для количественного анализа воды, содержащейся, например, в растворах органических веществ. Этот способ анализа воды был предложен К. Фишером. Для приготовления реактива Фишера 245 г иода и 192 г двуокиси серы растворяют в 790 г пиридина и разбавляют до объема $5,0 дм^3$ метанолом. Титр реактива Фишера определяют следующим способом: а) в высушенную колбу емкостью $250 см^3$ помещают $2,50 см^3$ воды и добавляют безводный метанол до метки; полученный таким образом раствор называют «титрованным раствором воды»; б) пробу «титрованного раствора воды» объемом $10,0 см^3$ титруют реактивом Фишера в присутствии крахмала до появления голубого окрашивания, при этом на титрование расходуется в среднем примерно $38,5 см^3$ реактива Фишера. а. Вычислите, какое количество воды (мг) теоретически соответствует $1 см^3$ реактива Фишера, приготовленного описанным выше способом. б. Чему в действительности соответствует титр реактива Фишера (мг воды/1 $см^3$ реактива) по приведенному выше среднему результату титрования? в. Объясните причину расхождения титров, полученных при ответах на предыдущие вопросы. г. Является ли пиридин органической кислотой или органическим основанием? Как вы представляете его роль в соответствии с законом действующих масс? Зачем в реактив Фишера в качестве составного компонента вводят пиридин? д. Для определения содержания воды в метаноле ква лификации «чистый для анализа» его пробу объемом $25,0 см^3$ титруют реактивом Фишера, используя на титрование в среднем $3,78 см^3$ реактива с вычисленным ранее по экспериментальным определениям титром. Плотность метанола равна $0,797 г/см^3$. Вычислите процентное (по массе) содержание воды в метаноле квалификации «чистый для анализа».
8 класс Химия Средняя