Номер 2, страница 130, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

•2. Определите массовую долю углерода в стали, если ее образец массой 10 г при сгорании в токе кислорода образует углекислый газ объемом 0,37 л (н. у.).

Ответ: 2%.

Дано:

Масса образца стали $m(стали) = 10 \text{ г}$

Объем углекислого газа $V(CO_2) = 0.37 \text{ л}$ (н.у.)

Найти:

Массовую долю углерода в стали $\omega(C)$

Решение:

При сгорании образца стали в токе кислорода весь углерод, содержащийся в нем, вступает в реакцию с кислородом, образуя углекислый газ. Уравнение этой химической реакции имеет вид:

$C + O_2 \rightarrow CO_2$

Из уравнения видно, что количество вещества углерода ($n(C)$) равно количеству вещества образовавшегося углекислого газа ($n(CO_2)$).

Сначала найдем количество вещества углекислого газа ($CO_2$), используя его объем и молярный объем газов при нормальных условиях ($V_m = 22.4 \text{ л/моль}$):

$n(CO_2) = \frac{V(CO_2)}{V_m} = \frac{0.37 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \approx 0.01652 \text{ моль}$

Согласно стехиометрии реакции, количество вещества углерода равно количеству вещества углекислого газа:

$n(C) = n(CO_2) \approx 0.01652 \text{ моль}$

Далее вычислим массу углерода ($m(C)$), зная его количество вещества и молярную массу ($M(C) = 12 \text{ г/моль}$):

$m(C) = n(C) \cdot M(C) \approx 0.01652 \text{ моль} \cdot 12 \text{ г/моль} \approx 0.1982 \text{ г}$

Теперь можем определить массовую долю углерода ($\omega(C)$) в образце стали как отношение массы углерода к общей массе образца, выраженное в процентах:

$\omega(C) = \frac{m(C)}{m(стали)} \cdot 100\% \approx \frac{0.1982 \text{ г}}{10 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 1.98\%$

Округляя результат до целого числа, получаем, что массовая доля углерода составляет 2%.

Ответ: 2%.