Химия задача Нужно решение При обжиге смеси Be2C и CrS в избытке кислорода образовалась газовая смесь, состоящая и углекислого и сернистого газов, масса которой равна массе исходной смеси. Найдите массовую долю (в %) карбида бериллия в исходной смеси.
m1 m_1 m1 - масса карбида бериллия Be2C \text{Be}_2\text{C} Be2Cm2 m_2 m2 - масса сульфида хрома CrS \text{CrS} CrS
Исходная масса смеси равна m=m1+m2 m = m_1 + m_2 m=m1+m2.
При обжиге карбида бериллия выделяется углекислый газ (CO2) ( \text{CO}_2 ) (CO2) и при обжиге сульфида хрома выделяется сернистый газ (SO2) ( \text{SO}_2 ) (SO2).
Реакция обжига:
Для карбида бериллия: Be2C+2O2→2BeO+CO2
\text{Be}_2\text{C} + 2 \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{BeO} + \text{CO}_2 Be2C+2O2→2BeO+CO2
Из одного моля Be2C \text{Be}_2\text{C} Be2C получается один моль CO2 \text{CO}_2 CO2.
Для сульфида хрома: CrS+O2→CrO3+SO2
\text{CrS} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CrO}_3 + \text{SO}_2 CrS+O2→CrO3+SO2
Из одного моля CrS \text{CrS} CrS получается один моль SO2 \text{SO}_2 SO2.
Для решения задачи, давайте обозначим:
m1 m_1 m1 - масса карбида бериллия Be2C \text{Be}_2\text{C} Be2 Cm2 m_2 m2 - масса сульфида хрома CrS \text{CrS} CrSИсходная масса смеси равна m=m1+m2 m = m_1 + m_2 m=m1 +m2 .
При обжиге карбида бериллия выделяется углекислый газ (CO2) ( \text{CO}_2 ) (CO2 ) и при обжиге сульфида хрома выделяется сернистый газ (SO2) ( \text{SO}_2 ) (SO2 ).
Реакция обжига:Для карбида бериллия:
Be2C+2O2→2BeO+CO2 \text{Be}_2\text{C} + 2 \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{BeO} + \text{CO}_2
Be2 C+2O2 →2BeO+CO2 Из одного моля Be2C \text{Be}_2\text{C} Be2 C получается один моль CO2 \text{CO}_2 CO2 .
Для сульфида хрома:
Молярные массы:Молярная масса Be2C=2×9+12=30 г/моль \text{Be}_2\text{C} = 2 \times 9 + 12 = 30 \, \text{г/моль} Be2 C=2×9+12=30г/мольМолярная масса CrS=52+32=84 г/моль \text{CrS} = 52 + 32 = 84 \, \text{г/моль} CrS=52+32=84г/мольМолярная масса CO2=12+2×16=44 г/моль \text{CO}_2 = 12 + 2 \times 16 = 44 \, \text{г/моль} CO2 =12+2×16=44г/мольМолярная масса SO2=32+2×16=64 г/моль \text{SO}_2 = 32 + 2 \times 16 = 64 \, \text{г/моль} SO2 =32+2×16=64г/мольНайдем массы газов:CrS+O2→CrO3+SO2 \text{CrS} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CrO}_3 + \text{SO}_2
CrS+O2 →CrO3 +SO2 Из одного моля CrS \text{CrS} CrS получается один моль SO2 \text{SO}_2 SO2 .
Обозначим количество молей карбида бериллия в смеси как n1 n_1 n1 и количество молей сульфида хрома как n2 n_2 n2 :
n1=m130,n2=m284 n_1 = \frac{m_1}{30}, \quad n_2 = \frac{m_2}{84}
n1 =30m1 ,n2 =84m2
При реакции выделяется:
Углекислый газ:
mCO2=n1⋅44=m130⋅44 m_{\text{CO}_2} = n_1 \cdot 44 = \frac{m_1}{30} \cdot 44
mCO2 =n1 ⋅44=30m1 ⋅44
Сернистый газ:
Масса газовой смеси равна массе исходной смеси:mSO2=n2⋅64=m284⋅64 m_{\text{SO}_2} = n_2 \cdot 64 = \frac{m_2}{84} \cdot 64
mSO2 =n2 ⋅64=84m2 ⋅64
mCO<em>2+m</em>SO2=m m_{\text{CO}<em>2} + m</em>{\text{SO}_2} = m
mCO<em>2 +m</em>SO2 =m
Подставим:
m130⋅44+m284⋅64=m1+m2 \frac{m_1}{30} \cdot 44 + \frac{m_2}{84} \cdot 64 = m_1 + m_2
30m1 ⋅44+84m2 ⋅64=m1 +m2
Теперь подставим m2=m−m1 m_2 = m - m_1 m2 =m−m1 :
m130⋅44+(m−m1)84⋅64=m \frac{m_1}{30} \cdot 44 + \frac{(m - m_1)}{84} \cdot 64 = m
30m1 ⋅44+84(m−m1 ) ⋅64=m
Умножим всё уравнение на 420 420 420 общийзнаменательобщий знаменательобщийзнаменатель:
14m1⋅44+5(m−m1)⋅64=420m 14 m_1 \cdot 44 + 5(m - m_1) \cdot 64 = 420m
14m1 ⋅44+5(m−m1 )⋅64=420m
Раскроем скобки:
616m1+320m−320m1=420m 616 m_1 + 320m - 320 m_1 = 420m
616m1 +320m−320m1 =420m
Соберем все m1 m_1 m1 :
(616−320)m1=420m−320m (616 - 320) m_1 = 420m - 320m
(616−320)m1 =420m−320m
296m1=100m 296 m_1 = 100m
296m1 =100m
Разделим на m m m:
m1m=100296≈0.3378 \frac{m_1}{m} = \frac{100}{296} \approx 0.3378
mm1 =296100 ≈0.3378
Переведем в проценты:
Массовая доля Be2C≈33.78% \text{Массовая доля } \text{Be}_2\text{C} \approx 33.78\%
Массовая доля Be2 C≈33.78%
Ответ: 33.8% 33.8\% 33.8% округленоокругленоокруглено.