Номер 8, страница 175 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

8. Свойства угарного газа были подробно изучены в 1776 г. химиком Ларссоном. «Из смеси цинковой окалины (оксида цинка) и большого количества угольного порошка, заключённой в пистолетное дуло, я извлёк в жару кузнечного горна 96 л газа», — записал он в дневнике. Приведите уравнение реакции. Какую массу цинковой окалины взял учёный?

Приведите уравнение реакции.

В задаче описана реакция восстановления оксида цинка (цинковой окалины) углеродом (угольным порошком) при высокой температуре в кузнечной печи. В результате этой реакции образуется металлический цинк и угарный газ, свойства которого и изучал учёный.

Уравнение реакции выглядит следующим образом:

$ZnO + C \xrightarrow{t^{\circ}} Zn + CO$

Ответ: $ZnO + C = Zn + CO$.

Какую массу цинковой окалины взял учёный? Дано:

Объём угарного газа $V(CO) = 96 \text{ л}$

Найти:

Масса цинковой окалины $m(ZnO)$

Решение:

Поскольку в условии не указаны температура и давление, при которых измерялся объём газа, для расчётов примем нормальные условия (н.у.). При нормальных условиях молярный объём любого газа $V_m$ составляет $22,4$ л/моль.

1. Рассчитаем количество вещества (число молей) угарного газа ($CO$), полученного в ходе эксперимента, по формуле $n = V / V_m$:

$n(CO) = \frac{V(CO)}{V_m} = \frac{96 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 4,286 \text{ моль}$

2. Согласно уравнению реакции $ZnO + C = Zn + CO$, стехиометрические коэффициенты перед оксидом цинка ($ZnO$) и угарным газом ($CO$) равны 1. Следовательно, их количества вещества находятся в соотношении 1:1.

$n(ZnO) = n(CO) \approx 4,286 \text{ моль}$

3. Вычислим молярную массу оксида цинка ($ZnO$), сложив относительные атомные массы цинка ($Ar(Zn) \approx 65$ г/моль) и кислорода ($Ar(O) = 16$ г/моль):

$M(ZnO) = Ar(Zn) + Ar(O) = 65 + 16 = 81 \text{ г/моль}$

4. Найдём массу цинковой окалины ($ZnO$), которая потребовалась для реакции, по формуле $m = n \times M$:

$m(ZnO) = n(ZnO) \times M(ZnO) \approx 4,286 \text{ моль} \times 81 \text{ г/моль} \approx 347,146 \text{ г}$

Округлим полученный результат до целых чисел.

Ответ: учёный взял примерно 347 г цинковой окалины.