Найдите массу угля, который взаимодействовал с концентрированной серной кислотой, если в результате образовалось 5,04

Magicheskiy_Kot

53

Для решения данной задачи нам понадобятся химические уравнения соответствующих реакций.

Уголь (C) реагирует с серной кислотой (H₂SO₄), образуя углекислый газ (CO₂) и воду (H₂O).

Уравнение реакции: C + H₂SO₄ → CO₂ + H₂O

Известно, что процентный выход продукта составляет 75%, а объем углекислого газа составляет 5,04 литра.

Для решения задачи мы будем использовать объемную концентрацию (моль/литр), чтобы связать объем газа с количеством вещества.

1) Рассчитаем количество углекислого газа, которое получится при 100% выходе продукта.

Поскольку объем газа напрямую связан с количеством вещества по уравнению идеального газа, мы можем использовать стехиометрию реакции для рассчета количества газа:

Молярное соотношение между C и CO₂ в реакции равно 1:1. Это означает, что 1 моль угля (C) превратится в 1 моль углекислого газа (CO₂).

Таким образом, количество углекислого газа при 100% выходе продукта будет равно 5,04 литра * (1 моль CO₂ / 22,414 литра) = 0,225 моль CO₂.

2) Теперь рассчитаем количество угля, которое взаимодействовало с серной кислотой.

Поскольку процентный выход продукта составляет 75%, мы можем использовать этот процент, чтобы рассчитать общее количество угля, которое взаимодействовало:

Общее количество угля = Количество углекислого газа при 100% выходе / Процент выхода продукта = 0,225 моль CO₂ / 0,75 = 0,3 моль C

3) Теперь рассчитаем массу угля.

Для этого нам нужно знать молярную массу угля. Молярная масса угля (C) составляет примерно 12,01 г/моль.

Масса угля = Количество угля * Молярная масса угля = 0,3 моль * 12,01 г/моль = 3,603 г

Итак, масса угля, который взаимодействовал с концентрированной серной кислотой и образовал 5,04 литра углекислого газа при 75% выходе продукта, составляет 3,603 г.