В двух тиглях по отдельности прокали карбонат бария и нитрат меди (ІІ). Твердые продукты реакции смешали, когда они остыли. Известно, что полученная твердая смесь не содержит…
В двух тиглях по отдельности прокали карбонат бария и нитрат меди (ІІ). Твердые продукты реакции смешали, когда они остыли. Известно, что полученная твердая смесь не содержит солей. Газы, выделившиеся при прокаливании исходных веществ, собрали в одном сосуде, плотность по водороду полученной смеси равна 21, 9. Найдите массовую долю вещества с меньшей молярной массой в итоговой твердой смеси. Ответ дайте B процентах, с точностью до десятых. Молярные массы элементов следует округлять C точностью до целых. Символ «%» вносить в поле ответа не нужно.
Давайте разберемся с этой задачей.
Определение необходимых реакций:
- При прокаливании карбоната бария (\(BaCO_3\)) он разлагается на оксид бария (\(BaO\)) и углекислый газ (\(CO_2\)). \[ BaCO_3 \rightarrow BaO + CO_2 \]
- При прокаливании нитрата меди (II) (\(Cu(NO_3)_2\)) происходит разложение с образованием оксида меди (II) (\(CuO\)), диоксида азота (\(NO_2\)) и кислорода (\(O_2\)): \[ 2Cu(NO_3)_2 \rightarrow 2CuO + 4NO_2 + O_2 \]
Определение массовых долей продуктов:
- Молярные массы веществ:
- \(BaCO_3\): \(137 + 12 + 3 \times 16 = 197 \, \text{г/моль}\)
- \(BaO\): \(137 + 16 = 153 \, \text{г/моль}\)
- \(Cu(NO_3)_2\): \(63.5 + 2 \times (14 + 3 \times 16) = 187.5 \, \text{г/моль}\)
- \(CuO\): \(63.5 + 16 = 79.5 \, \text{г/моль}\)
- Молярные массы веществ:
Определение плотности газов: У нас плотность смеси газов по водороду равна 21.9. Используем формулу для расчета молярной массы смеси газов: \[ \text{Молярная масса газов} = \text{Плотность} \times 2 = 21.9 \times 2 = 43.8 \, \text{г/моль} \] Молекулы газы, выделившиеся из реакции, это \(CO_2\), \(NO_2\) и \(O_2\).
Выясним молярные массы газов:
- \(CO_2\): \(12 + 2 \times 16 = 44 \, \text{г/моль}\)
- \(NO_2\): \(14 + 2 \times 16 = 46 \, \text{г/моль}\)
- \(O_2\): \(2 \times 16 = 32 \, \text{г/моль}\)
Установление массовых долей: Для определения массовых долей, обозначим \(x\) - доля \(CO_2\), \(y\) - доля \(NO_2\), \(z\) - доля \(O_2\) в смеси.
У нас: \[ \frac{x \cdot 44 + y \cdot 46 + z \cdot 32}{x + y + z} = 43.8 \] Для изолированных веществ: \[ x + y + z = 1 \]
Теперь решим систему уравнений, определив массовые доли.
Поиск массовой доли вещества с меньшей молярной массой: Молярная массаCO_2 (44 г/моль), \(O_2\) (32 г/моль) меньше, чем у \(NO_2\) (46 г/моль).
Подставляем, чтобы найти массовую долю:
\[ \text{Массовая доля } O_2 = \frac{32}{43.8} \approx 0.728 \] Преобразуем в проценты: \[ 0.728 \times 100 = 72.8\% \]
Таким образом, массовая доля вещества с меньшей молярной массой в итоговой твердой смеси составляет 72.8 (без знака «%»).
