Газовые законы. Газовые смеси. Задача 23

by Андрей М

В сосуд емкостью 5,6 л, заполненный при нормальных условиях азотом, поместили 37 г смеси нитрата натрия и карбоната кальция. Сосуд закрыли и нагревали до полного разложения содержавшихся в нем солей. Определите массы веществ в твердом остатке после прокаливания и состав (в% по объему) газовой смеси, находящейся в сосуде после разложения солей, если известно, что ее плотность по кислороду равна 1,08.

1. Рассчитываем количество вещества азота, находившегося в сосуде и среднюю молярную массу образовавшейся газовой смеси:

n(N2) = V(N2) / 22,4 = 5,6 / 22,4 = 0,25 моль.

Мср. = DO2· М(О2) = 1,08 · 32 = 34,56 г/моль.

2. Пусть в исходной смеси было х моль нитрата натрия и у моль карбоната кальция.

Запишем уравнения реакций:

2NaNO3 → 2NaNO2 + O2↑, согласно уравнению реакции, образовалось 0,5х моль кислорода

CaCO3 →CaO + CO2↑, согласно уравнению реакции, образовалось y моль CO2

Образовалось: m(NaNO3) = M(NaNO3) · n(NaNO3) = 85x;

m(CaCO3) = M(CaCO3) · n(CaCO3) = 100y.

85x + 100y = 37.

3. n(газов в образовавшейся смеси) = n(N2) + n(O2) + n(CO2) = 0,25 + 0,5х + у.

Мср. = [0,25 · 28 + 0,5х · 32 + у · 44] / 34,56 = 0,25 + 0,5х + у;

28 · 0,25 + 32 · 0,5x + 44 · y = 34,56 · (0,25 + 0,5х + у); 8,64 + 17,28х + 34,56у = 7 + 16х + 44у; 1,28х – 9,44у = — 1,64

4. Составляем систему уравнений и решаем ее:

85х + 100y = 37

1,28x — 9.44y = -1,64

x = 0,2 y=0,2

5. Находим объемные доли газов в смеси и массы образовавшихся твердых продуктов:

n(газов в образовавшейся смеси) = 0,25 + 0,5х + у = 0,25 + 0,1 + 0,2 = 0,55

ϕ(N2) = χ(N2) = 0,25 / 0,55 = 0,4545 (45,45 %);

ϕ(O2) = χ(O2) = 0,1 / 0,55 = 0,1818 (18,18 %);

ϕ(CO2) = χ(CO2) = 0,2 / 0,55 = 0,3636 (36,36 %);

m(NaNO2) = M(NaNO2) · x = 69 · 0,2 = 13,8 г;

m(СаО) = M(СаО) · у = 56 · 0,2 = 11,2 г.

 Ответ: ϕ(N2) = 45,45 %; ϕ(O2) = 18,18 %; ϕ(CO2) = 36,36 %; m(NaNO2) = 13,8 г; m(СаО)= 11,2 г

Присоединиться к обсуждению..