Номер 1330, страница 204 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1330. Какой объём (н. у.) углекислого газа выделится при обжиге доломита массой 13,8 кг, в котором массовая доля пустой породы составляет $8,66 \%$, а технологические потери — $5,84 \%$?

Дано:

$m(доломита_{обр}) = 13,8 \text{ кг}$

$\omega(пустой \ породы) = 8,66 \% $

$\eta(потери) = 5,84 \% $

$m(доломита_{обр}) = 13,8 \text{ кг} = 13800 \text{ г}$

$\omega(пустой \ породы) = 8,66 \% = 0,0866$

$\eta(потери) = 5,84 \% = 0,0584$

Найти:

$V_{практ}(CO_2) - ?$

Решение:

1. Определим массу чистого доломита в образце. Массовая доля чистого доломита $CaMg(CO_3)_2$ составляет:

$\omega(CaMg(CO_3)_2) = 100\% - \omega(пустой \ породы) = 100\% - 8,66\% = 91,34\% = 0,9134$

Масса чистого доломита:

$m(CaMg(CO_3)_2) = m(доломита_{обр}) \times \omega(CaMg(CO_3)_2) = 13800 \text{ г} \times 0,9134 = 12604,92 \text{ г}$

2. Запишем уравнение реакции термического разложения (обжига) доломита:

$CaMg(CO_3)_2 \xrightarrow{t^\circ} CaO + MgO + 2CO_2\uparrow$

3. Рассчитаем молярную массу доломита $CaMg(CO_3)_2$ и количество вещества доломита, вступившего в реакцию:

$M(CaMg(CO_3)_2) = M(Ca) + M(Mg) + 2 \times M(C) + 6 \times M(O) = 40,08 + 24,31 + 2 \times 12,01 + 6 \times 16,00 = 184,41 \text{ г/моль}$

$n(CaMg(CO_3)_2) = \frac{m(CaMg(CO_3)_2)}{M(CaMg(CO_3)_2)} = \frac{12604,92 \text{ г}}{184,41 \text{ г/моль}} \approx 68,35 \text{ моль}$

4. По уравнению реакции из 1 моль доломита образуется 2 моль углекислого газа. Рассчитаем теоретическое количество вещества и теоретический объем $CO_2$ (при нормальных условиях, н. у.), который может выделиться. Молярный объем газа при н. у. $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$.

$n_{теор}(CO_2) = 2 \times n(CaMg(CO_3)_2) = 2 \times 68,35 \text{ моль} = 136,7 \text{ моль}$

$V_{теор}(CO_2) = n_{теор}(CO_2) \times V_m = 136,7 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} \approx 3062,1 \text{ л}$

5. Учтем технологические потери. Практический выход продукта ($\eta_{вых}$) составит:

$\eta_{вых} = 100\% - \eta(потери) = 100\% - 5,84\% = 94,16\% = 0,9416$

Рассчитаем практический объем выделившегося углекислого газа:

$V_{практ}(CO_2) = V_{теор}(CO_2) \times \eta_{вых} = 3062,1 \text{ л} \times 0,9416 \approx 2883 \text{ л}$

Объем в кубических метрах: $2883 \text{ л} = 2,883 \text{ м}^3$.

Ответ: объем выделившегося углекислого газа составляет 2883 л (или 2,883 м³).