Какой объем газа в м3 (н.у.) выделился при обработке полученного продукта избытком воды после прокаливания смеси
Какой объем газа в м3 (н.у.) выделился при обработке полученного продукта избытком воды после прокаливания смеси, содержащей 100 кг оксида кальция и 50 кг кокса (с углеродом массой 80%) при температуре 2000°С? Учтите, что выход конечного продукта составил 85%. Ответ округлите до целых.
Беленькая 30
Для решения данной задачи воспользуемся химическим уравнением реакции, описывающей процесс прокаливания смеси оксида кальция и кокса:\[CaO + C \rightarrow Ca + CO\]
Из уравнения видно, что на каждую молекулу оксида кальция и кокса образуется по одной молекуле кальция и оксида углерода. В данной задаче известна масса оксида кальция и кокса, а также их содержание углерода.
1. Рассчитаем количество углерода в коксе:
Масса углерода в коксе = 50 кг * 80% = 40 кг
2. Рассчитаем количество молекул оксида кальция:
Молярная масса оксида кальция (CaO) = 40.08 г/моль + 16 г/моль = 56.08 г/моль
Количество молекул оксида кальция = масса оксида кальция / молярная масса оксида кальция
Количество молекул оксида кальция = 100 кг / 56.08 г/моль = 1783.01 моль
3. Рассчитаем количество молекул оксида углерода (CO):
Количество молекул оксида углерода = количество молекул оксида кальция
4. Рассчитаем массу кальция, образовавшегося в результате реакции:
Молярная масса кальция (Ca) = 40.08 г/моль
Масса кальция = количество молекул оксида кальция * молярная масса кальция
Масса кальция = 1783.01 моль * 40.08 г/моль = 71477.83 г = 71.5 кг
5. Рассчитаем массу оксида углерода (CO), образовавшегося в результате реакции:
Масса оксида углерода = количество молекул оксида углерода * молярная масса оксида углерода
Мольная масса оксида углерода (CO) = 12.01 г/моль + 16 г/моль = 28.01 г/моль
Масса оксида углерода = 1783.01 моль * 28.01 г/моль = 49914.83 г = 49.9 кг
6. Рассчитаем выход конечного продукта:
Выход конечного продукта = (масса кальция + масса оксида углерода) * 85% = (71.5 кг + 49.9 кг) * 85% = 111.12 кг
7. Рассчитаем объем газа в нормальных условиях (н.у.):
Объем газа в н.у. = масса газа / плотность газа
Плотность CO при н.у. = 1.25 г/л
Объем газа в н.у. = (масса оксида углерода * 85%) / плотность CO при н.у.
Объем газа в н.у. = (49.9 кг * 85% / 28.01 г/моль) / (1.25 г/л) = 1865.2 л
Ответ: Объем газа в нормальных условиях, выделившегося при обработке полученного продукта избытком воды после прокаливания смеси, составляет 1865 м3 (н.у.).