Номер 2, страница 161, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Через известковую воду пропущено 1 л (н.у.) смеси оксида углерода (II) и оксида углерода (IV). Выпавший осадок отфильтровали и высушили, масса его оказалась равна 2,48 г. Определите объемные доли газов в исходной смеси (в % по объему).

Ответ: 55,6% $CO_2$ и 44,4% $CO$.

Дано:

$V(\text{смеси Co и } CO_2) = 1$ л

$m(\text{осадка}) = 2,48$ г

Условия: н. у. (нормальные условия)

Найти:

$\phi(CO) - ?$

$\phi(CO_2) - ?$

Решение:

При пропускании смеси оксида углерода(II) ($CO$) и оксида углерода(IV) ($CO_2$) через известковую воду (раствор гидроксида кальция $Ca(OH)_2$) в реакцию вступает только оксид углерода(IV), так как он является кислотным оксидом. Оксид углерода(II) является несолеобразующим оксидом и с раствором гидроксида кальция не реагирует.

Уравнение химической реакции:

$CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$

Выпавший осадок представляет собой карбонат кальция ($CaCO_3$).

1. Рассчитаем молярную массу карбоната кальция ($CaCO_3$):

$M(CaCO_3) = M(Ca) + M(C) + 3 \cdot M(O) = 40 + 12 + 3 \cdot 16 = 100$ г/моль.

2. Найдем количество вещества (в молях) образовавшегося осадка:

$n(CaCO_3) = \frac{m(CaCO_3)}{M(CaCO_3)} = \frac{2,48 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 0,0248$ моль.

3. Из уравнения реакции следует, что на 1 моль образовавшегося $CaCO_3$ приходится 1 моль прореагировавшего $CO_2$. Следовательно, их количества вещества равны:

$n(CO_2) = n(CaCO_3) = 0,0248$ моль.

4. Зная количество вещества $CO_2$, найдем его объем в смеси. При нормальных условиях (н. у.) молярный объем любого газа $V_m$ равен 22,4 л/моль.

$V(CO_2) = n(CO_2) \cdot V_m = 0,0248 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 0,55552$ л.

5. Общий объем газовой смеси составляет 1 л. Теперь мы можем найти объем оксида углерода(II) ($CO$) в смеси:

$V(CO) = V(\text{смеси}) - V(CO_2) = 1 \text{ л} - 0,55552 \text{ л} = 0,44448$ л.

6. Определим объемные доли ($\phi$) газов в исходной смеси. Объемная доля — это отношение объема компонента к общему объему смеси, выраженное в процентах.

$\phi(CO_2) = \frac{V(CO_2)}{V(\text{смеси})} \cdot 100\% = \frac{0,55552 \text{ л}}{1 \text{ л}} \cdot 100\% = 55,552\% \approx 55,6\%$.

$\phi(CO) = \frac{V(CO)}{V(\text{смеси})} \cdot 100\% = \frac{0,44448 \text{ л}}{1 \text{ л}} \cdot 100\% = 44,448\% \approx 44,4\%$.

Ответ: объемная доля оксида углерода(IV) в смеси составляет 55,6%, а объемная доля оксида углерода(II) — 44,4%.