Какова массовая доля угля и смеси (в %) и какой объем раствора гидроксида натрия был использован? Решите задачу, исходя

Панда_2222

18

Чтобы решить задачу о массовой доле угля и смеси, а также объеме раствора гидроксида натрия, мы можем использовать данные о выделении газа при обработке смеси угля с кремнием.

1. Понимание задачи:
Нам дано, что при обработке 2 г смеси угля с кремнием выделилось 1.12 л газа (н.у.). Нам нужно определить массовую долю угля и смеси в процентах и объем раствора гидроксида натрия.

2. Решение:
Пусть м1 будет масса угля в смеси, а м2 - масса смеси в целом. Мы знаем, что м1 + м2 = 2 г.

Нам также дано, что объем газа, выделившегося при обработке смеси, равен 1.12 л.

Чтобы рассчитать массовую долю угля и смеси, мы можем воспользоваться формулой:

\(\text{Массовая доля угля} = \frac{\text{Масса угля}}{\text{Общая масса смеси}} \times 100\%\)

Поскольку масса угля равняется м1, а общая масса смеси равняется м1 + м2, наша формула примет вид:

\(\text{Массовая доля угля} = \frac{\text{m1}}{\text{m1 + m2}} \times 100\%\)

Чтобы рассчитать объем раствора гидроксида натрия, мы можем воспользоваться соотношением:

\(\text{Объем раствора гидроксида натрия} = \frac{\text{Объем выделившегося газа}}{\text{Концентрация гидроксида натрия}}\)

Однако, у нас есть небольшая сложность: мы не знаем концентрацию гидроксида натрия. Чтобы решить эту проблему, мы можем воспользоваться стехиометрией реакции.

Газ, выделяющийся при обработке угля и кремния, это, скорее всего, бидистил (СО2). Реакция сгорания угля представляет собой:

\(C + O2 -> CO2\)

Молярное соотношение между углем и бидистилом равно 1:1.

Таким образом, мы можем сделать следующие преобразования:

Объемы газов соотносятся также как их моли.
Т.к. \(V_1/V_2 = n_1/n_2\), то
\(V_{CO_2}/V_{H_2O} = n_{CO_2}/n_{H_2O} = 1/1 = 1\)

При нормальных условиях \(((n, V, T) = 1 \ моль, 22.4 \ л, 273 ^\circ C)\) \(V_{CO_2}\) равен 22.4 л на 1 моль \(CO_2\).

Поэтому \(V_{CO_2} = 1.12\) л является количеством газа в 0.5 моль \(CO_2\). Мы можем выразить общий объем газа в 0.5 моль \(H_2O\)

Так как \(n_{H_2O} = 1 \ моль\), то \(V_{H_2O} = 22.4\) л.

Теперь у нас есть объем \(H_2O\), но нам нужно рассчитать объем раствора гидроксида натрия. Чтобы это сделать, мы можем воспользоваться фактом, что раствор гидроксида натрия насыщающий. Это означает, что он может содержать 1 моль \(NaOH\) в 22.4 л раствора.

\(\text{Объем раствора} = \frac{\text{Объем выделившегося газа}}{\text{Объем насыщающего раствора}} = \frac{1.12}{22.4} \ л\)

Теперь мы рассчитали искомые величины.

3. Ответ:
Массовая доля угля в смеси составляет \(\text{массовая доля угля}\%\) и массовая доля смеси составляет \(\text{массовая доля смеси}\%\).

Объем раствора гидроксида натрия, использованного в реакции, равен \(\text{объем раствора гидроксида натрия} \ мл\).