Вопрос школьника
Вычислите массу смеси оксидов, которая образуется при сгорании 500 г смеси угля и серы в избытке кислорода. Массовая доля угля в смеси составляет 24%.
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо определить, какие оксиды образуются при сгорании угля и серы в избытке кислорода, а затем вычислить их массы и сложить их.
Уголь при сгорании образует два основных оксида — углекислый газ (CO2) и оксид углерода (CO). Сера при сгорании образует диоксид серы (SO2).
Сначала определим массу угля в смеси. Массовая доля угля составляет 24%, следовательно, масса угля равна:
0.24 * 500 г = 120 г
Затем определим массу серы в смеси. Массовая доля серы равна:
1 — 0.24 = 0.76
Масса серы равна:
0.76 * 500 г = 380 г
Далее определим количество кислорода, необходимого для полного сгорания угля и серы. Для этого воспользуемся уравнениями реакций:
C + O2 -> CO2
2C + O2 -> 2CO
S + O2 -> SO2
Для полного сгорания 1 моль угля необходимо 1 моль кислорода, а для полного сгорания 1 моль серы необходимо 1 моль кислорода. Таким образом, для полного сгорания 120 г угля и 380 г серы необходимо:
120 г угля * (1 моль O2 / 12 г угля) = 10 моль O2 для угля
380 г серы * (1 моль O2 / 32 г серы) = 11.875 моль O2 для серы
Общее количество кислорода, необходимое для сгорания смеси, равно:
10 моль O2 + 11.875 моль O2 = 21.875 моль O2
Теперь определим массу смеси оксидов, образующихся при сгорании угля и серы. Для этого вычислим массы каждого оксида, используя соотношения между массой и количеством вещества:
Масса CO2, образующегося при сгорании угля, равна:
120 г угля * (1 моль CO2 / 12 г угля) = 10 моль CO2
Масса CO2 равна:
10 моль CO2 * 44 г/моль = 440 г CO2
Масса CO, образующегося при сгорании угля, равна:
120 г угля * (1 моль CO / 6 г угля) = 20 моль CO
Масса CO равна:
20 моль CO * 28 г/моль = 560 г CO
Масса SO2, образующегося при сгорании серы, равна:
380 г серы * (1 моль SO2 / 32 г серы) = 11.875 моль SO2
Масса SO2 равна:
11.875 моль SO2 * 64 г/моль = 760 г SO2
Общая масса смеси оксидов равна:
440 г CO2 + 560 г CO + 760 г SO2 = 1760 г
Таким образом, масса смеси оксидов, образующихся при сгорании 500 г смеси угля и серы в избытке кислорода, составляет 1760 г.
