Уголь содержит примесь серы и негорючие включения. Навеску такого угля массой 7,4 г сожгли и получили 10,08 л (к.у.) углекислого газа и 1,12 л (н.у.) сернистого газа. Определите…

Для решения задачи нам нужно определить массу угля, которая сгорела, а затем найти массу негорючих примесей.

1. Найдем массу углерода, которая сгорела для получения углекислого газа: Объем углекислого газа (CO₂) при К.У. = 10,08 л.

   По уравнению состояния идеального газа при К.У. (0°C, 1 атм), 1 моль газа занимает объем 22,4 л.

   Вычислим количество молей CO₂: \[ n (CO₂) = \frac{10,08\, л}{22,4\, л/моль} = 0,45\, моль \]

   Углекислый газ состоит из углерода и кислорода в соотношении 1:2. Таким образом, количество молей углерода: \[ n (C) = n (CO₂) = 0,45\, моль \]

   Находим массу углерода, так как малярная масса углерода (C) равна 12 г/моль: \[ m (C) = n (C) \cdot M (C) = 0,45\, моль \cdot 12\, г/моль = 5,4\, г \]

2. Найдем массу серы, которая сгорела для получения сернистого газа: Объем сернистого газа (SO₂) при Н.У. = 1,12 л.

   По уравнению состояния идеального газа при Н.У. (0°C, 1 атм), 1 моль газа занимает объем 22,4 л.

   Вычислим количество молей SO₂: \[ n (SO₂) = \frac{1,12\, л}{22,4\, л/моль} = 0,05\, моль \]

   Сернистый газ состоит из серы и кислорода в соотношении 1:2. Так что количество молей серы: \[ n (S) = n (SO₂) = 0,05\, моль \]

   Находим массу серы, малярная масса серы (S) равна 32 г/моль: \[ m (S) = n (S) \cdot M (S) = 0,05\, моль \cdot 32\, г/моль = 1,6\, г \]

3. Определим общую массу горючих компонентов в образце: Общая масса угля, которая сгорела: \[ m_{сгоревшее} = m (C) + m (S) = 5,4\, г + 1,6\, г = 7,0\, г \]

4. Найдем массу негорючих примесей: Масса негорючих примесей: \[ m_{негорючие} = m_{образца} - m_{сгоревшее} = 7,4\, г - 7,0\, г = 0,4\, г \]

5. Найдем массовую долю негорючих примесей: \[ w = \frac{m_{негорючие}}{m_{образца}} \cdot 100\% = \frac{0,4\, г}{7,4\, г} \cdot 100\% \approx 5,41\% \]

Округляем до десятых: \[ \text{Массовая доля негорючих примесей} \approx 5,4\% \]

Ответ: 5,4