Вопрос школьника
50 г смеси оксида меди(ii) с оксидом кремния(iv) подвергли восстановлению оксидом углерода(ii). рассчитайте объем прореагировавшего оксида углерода(ii) (н. у.), если массовая доля оксида меди(ii) в смеси составляла 90%
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать химические уравнения реакций, молярные массы веществ и закон сохранения массы.
Химическое уравнение реакции восстановления оксида меди(ii) и оксида кремния(iv) оксидом углерода(ii) выглядит следующим образом:
CuO + SiO2 + CO -> Cu + SiO + CO2
Из уравнения видно, что на 1 моль оксида меди(ii) и 1 моль оксида кремния(iv) требуется 1 моль оксида углерода(ii). Таким образом, для 50 г смеси оксида меди(ii) и оксида кремния(iv) массой 90% необходимо рассчитать количество моль каждого вещества:
Масса оксида меди(ii) = 50 г * 0,9 = 45 г
Масса оксида кремния(iv) = 50 г * 0,1 = 5 г
Молярная масса оксида меди(ii) (CuO) = 79,55 г/моль
Молярная масса оксида кремния(iv) (SiO2) = 60,08 г/моль
Количество моль оксида меди(ii) = 45 г / 79,55 г/моль = 0,566 моль
Количество моль оксида кремния(iv) = 5 г / 60,08 г/моль = 0,083 моль
Так как на 1 моль оксида меди(ii) и 1 моль оксида кремния(iv) требуется 1 моль оксида углерода(ii), то количество моль оксида углерода(ii) равно наименьшему из двух значений:
Количество моль оксида углерода(ii) = 0,083 моль
Объем прореагировавшего оксида углерода(ii) (н. у.) можно рассчитать по уравнению состояния идеального газа:
V = n * Vm
где V — объем газа, n — количество молей газа, Vm — молярный объем газа при нормальных условиях (0 градусов Цельсия и 1 атмосферном давлении).
Молярный объем газа при нормальных условиях равен 22,4 л/моль.
Таким образом, объем прореагировавшего оксида углерода(ii) (н. у.) равен:
V = 0,083 моль * 22,4 л/моль = 1,86 л
Ответ: объем прореагировавшего оксида углерода(ii) (н. у.) составляет 1,86 л.
