Номер 1, страница 161, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. При сжигании 50 г образца стали в токе кислорода образовалось 1 г углекислого газа. Рассчитайте массовую долю углерода в образце.

Ответ: 0,55%.

1. Дано:

$m(\text{образца стали}) = 50 \text{ г}$

$m(CO_2) = 1 \text{ г}$

Найти:

$w(C) - ?$

Решение:

Сталь является сплавом железа с углеродом. При сжигании образца стали в токе кислорода весь углерод, содержащийся в образце, вступает в реакцию с кислородом, образуя углекислый газ. Уравнение химической реакции горения углерода:

$C + O_2 \rightarrow CO_2$

1. Рассчитаем молярные массы углерода (C) и углекислого газа ($CO_2$), используя относительные атомные массы из периодической таблицы химических элементов: $Ar(C) = 12$, $Ar(O) = 16$.

Молярная масса углерода: $M(C) = 12 \text{ г/моль}$.

Молярная масса углекислого газа: $M(CO_2) = Ar(C) + 2 \cdot Ar(O) = 12 + 2 \cdot 16 = 44 \text{ г/моль}$.

2. Найдем количество вещества (число моль) углекислого газа ($CO_2$), которое образовалось в результате реакции, по формуле $n = m/M$:

$n(CO_2) = \frac{m(CO_2)}{M(CO_2)} = \frac{1 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} = \frac{1}{44} \text{ моль}$.

3. Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции ($C + O_2 \rightarrow CO_2$), из 1 моль углерода образуется 1 моль углекислого газа. Следовательно, количество вещества углерода, вступившего в реакцию, равно количеству вещества образовавшегося углекислого газа:

$n(C) = n(CO_2) = \frac{1}{44} \text{ моль}$.

4. Рассчитаем массу углерода, которая содержалась в исходном образце стали, по формуле $m = n \cdot M$:

$m(C) = n(C) \cdot M(C) = \frac{1}{44} \text{ моль} \cdot 12 \text{ г/моль} = \frac{12}{44} \text{ г} = \frac{3}{11} \text{ г}$.

$m(C) \approx 0,2727 \text{ г}$.

5. Теперь можно рассчитать массовую долю углерода ($\text{w}$) в образце стали. Массовая доля — это отношение массы элемента к общей массе образца, выраженное в процентах.

$w(C) = \frac{m(C)}{m(\text{образца стали})} \cdot 100\%$

$w(C) = \frac{3/11 \text{ г}}{50 \text{ г}} \cdot 100\% = \frac{3}{11 \cdot 50} \cdot 100\% = \frac{300}{550}\% = \frac{6}{11}\% \approx 0,5454...\%$

Округляя полученное значение до сотых долей, получаем 0,55%.

Ответ: массовая доля углерода в образце стали составляет 0,55%.