Номер 5, страница 154 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 33. Сплавы металлов. Глава VI. Металлы - номер 5, страница 154.

Условие.

5. Стальную проволоку массой 5 г сожгли в кислороде. При этом получили 0,1 г оксида углерода(IV). Вычислите массовую долю углерода в этой стали.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(стали) = 5 \text{ г}$

$m(CO_2) = 0,1 \text{ г}$

Найти:

$\omega(C) - ?$

Решение:

При сжигании стальной проволоки в кислороде весь углерод, содержащийся в стали, вступает в реакцию с кислородом, образуя оксид углерода(IV). Уравнение реакции горения углерода:

$C + O_2 \rightarrow CO_2$

Чтобы найти массовую долю углерода в стали, нам сначала нужно определить массу углерода, которая содержалась в исходном образце проволоки. Мы можем найти эту массу, зная массу образовавшегося оксида углерода(IV).

1. Вычислим молярную массу оксида углерода(IV) ($CO_2$) и углерода (C), используя относительные атомные массы: $Ar(C) = 12$, $Ar(O) = 16$.

$M(C) = 12 \text{ г/моль}$

$M(CO_2) = Ar(C) + 2 \cdot Ar(O) = 12 + 2 \cdot 16 = 44 \text{ г/моль}$

2. Найдем количество вещества (в молях) оксида углерода(IV), которое образовалось в результате реакции.

$n(CO_2) = \frac{m(CO_2)}{M(CO_2)} = \frac{0,1 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} \approx 0,00227 \text{ моль}$

3. Согласно уравнению реакции $C + O_2 \rightarrow CO_2$, из 1 моль углерода образуется 1 моль оксида углерода(IV). Следовательно, количество вещества углерода равно количеству вещества оксида углерода(IV).

$n(C) = n(CO_2) \approx 0,00227 \text{ моль}$

4. Теперь вычислим массу углерода, которая содержалась в стальной проволоке.

$m(C) = n(C) \cdot M(C) \approx 0,00227 \text{ моль} \cdot 12 \text{ г/моль} \approx 0,02727 \text{ г}$

5. Наконец, вычислим массовую долю углерода в стали по формуле:

$\omega(C) = \frac{m(C)}{m(стали)} \cdot 100\%$

Подставим известные значения:

$\omega(C) = \frac{0,02727 \text{ г}}{5 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 0,005454 \cdot 100\% \approx 0,545\%$

Округлив до сотых, получаем 0,55%.

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