Решение задачи. Химия

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

10.08.11
1 ответ

Ответы

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)

 

12.08.11

Андрей Андреевич

Сейчас на сайте
Читать ответы

Елена Васильевна

Сейчас на сайте
Читать ответы

Ирина Владимировна

Сейчас на сайте
Читать ответы
Посмотреть всех экспертов из раздела Учеба и наука
Пользуйтесь нашим приложением Доступно на Google Play Загрузите в App Store