Номер A, страница 90 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

A

1. Какие сплавы вы знаете? Где применяются сплавы?

2. При сжигании 20 г стали в токе кислорода образовалось 0,4 г углекислого газа. Определите массовую долю углерода в стали.

Ответ: $0.55\%$.

1. Какие сплавы вы знаете? Где применяются сплавы?

Сплавы – это макроскопически однородные металлические материалы, состоящие из двух или более химических элементов, где хотя бы один из них – металл. Сплавы создаются для получения материалов с определенными, часто улучшенными, свойствами (например, большей прочностью, твердостью, коррозионной стойкостью) по сравнению с их чистыми компонентами.

Существует множество сплавов, широко применяемых в различных областях. Вот некоторые из них:

Чугун и сталь. Это сплавы железа с углеродом. Чугун, содержащий более 2,14% углерода, хрупок, но обладает хорошими литейными свойствами; из него делают станины станков, радиаторы отопления, массивную посуду. Сталь, содержащая менее 2,14% углерода, прочна и пластична; это основной конструкционный материал в строительстве (арматура, балки), машиностроении (кузова автомобилей, корпусы кораблей) и для изготовления инструментов.

Бронза. Традиционно это сплав меди с оловом. Современные бронзы могут содержать алюминий, кремний, бериллий и другие элементы. Из бронзы изготавливают памятники, колокола, подшипники скольжения, пружины, художественные изделия.

Латунь. Это сплав меди с цинком. Латунь устойчива к коррозии и легко обрабатывается. Применяется для изготовления сантехнической арматуры (смесители, фитинги), музыкальных духовых инструментов, патронных гильз, декоративных элементов.

Дюралюминий (дюраль). Сплав на основе алюминия с добавками меди, магния и марганца. Он легок и прочен, что делает его незаменимым в авиастроении и производстве космической техники.

Нихром. Сплав никеля с хромом. Обладает высоким электрическим сопротивлением и жаропрочностью, поэтому используется для изготовления нагревательных элементов в бытовых приборах (электроплиты, фены, утюги) и промышленных печах.

В целом, сплавы применяются повсеместно: в тяжелой промышленности, строительстве, транспорте, авиации и космонавтике, электронике, медицине, искусстве и в быту.

Ответ: Известные сплавы включают сталь, чугун, бронзу, латунь, дюралюминий. Они находят применение в самых разных сферах: от строительства и машиностроения до авиации, электроники и создания предметов искусства.

2. При сжигании 20 г стали в токе кислорода образовалось 0,4 г углекислого газа. Определите массовую долю углерода в стали.

Дано:

$m(\text{стали}) = 20 \text{ г}$

$m(CO_2) = 0.4 \text{ г}$

Перевод в систему СИ:

$m(\text{стали}) = 20 \text{ г} = 0.02 \text{ кг}$

$m(CO_2) = 0.4 \text{ г} = 0.0004 \text{ кг}$

Найти:

$\omega(C) - ?$

Решение:

При сжигании стали в кислороде углерод, входящий в ее состав, окисляется до углекислого газа. Реакция горения углерода описывается уравнением:

$C + O_2 \rightarrow CO_2$

Из уравнения реакции видно, что 1 атом углерода ($C$) образует 1 молекулу углекислого газа ($CO_2$). Это означает, что весь углерод из исходного образца стали перешел в состав образовавшегося углекислого газа. Таким образом, для решения задачи нам нужно найти массу углерода в 0,4 г $CO_2$.

1. Найдем молярные массы углерода ($C$) и углекислого газа ($CO_2$), используя периодическую таблицу. Атомные массы: $Ar(C) = 12.01$, $Ar(O) = 16.00$. Для расчетов обычно используют округленные значения: $Ar(C) \approx 12$, $Ar(O) \approx 16$.

$M(C) = 12 \text{ г/моль}$

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

2. Рассчитаем массу углерода ($m(C)$), которая содержится в 0,4 г углекислого газа. Массовая доля углерода в $CO_2$ составляет:

$\omega(C \text{ в } CO_2) = \frac{M(C)}{M(CO_2)} = \frac{12}{44}$

Тогда масса углерода в данном количестве $CO_2$:

$m(C) = m(CO_2) \cdot \omega(C \text{ в } CO_2) = 0.4 \text{ г} \cdot \frac{12}{44} \approx 0.10909 \text{ г}$

Эта масса углерода и содержалась в исходном образце стали.

3. Найдем массовую долю углерода ($\omega(C)$) в стали. Это отношение массы углерода к общей массе стали, выраженное в процентах.

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

Подставляем найденные значения:

$\omega(C) = \frac{0.10909 \text{ г}}{20 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 0.0054545 \cdot 100\% \approx 0.5455\%$

Округляя результат до сотых долей процента, получаем 0,55%.

Ответ: 0,55%.