Химия

8 класс
Вопрос
Чтобы определить процентный состав находящейся в газгольдере газовой смеси (которая после очистки должна быть использована для синтеза аммиака), взяли пробу объемом 200 мл. После пропускания этой газовой смеси через раствор $NaOH$ ее объем уменьшился до 184 мл. Оставшуюся газовую смесь подвергли конверсии, а затем пропустили через раствор $Ba(OH)_2$. После этого объем газовой смеси оказался равным первоначальному (184 мл), а из раствора $Ba(OH)_2$ выделилось в виде осадка 0,4 ммоля $BaCO_3$. Далее из 184 мл газовой смеси отмерили 10 мл и смешали их с 10 мл кислорода. После взрыва в эвдиометре осталось 8,6 мл газовой смеси. Установите, какие газы находились в газгольдере. Напишите уравнения реакций, которые происходили в процессе очистки газов. Определите процентный состав газов (по объему) в резервуаре до очистки.
Ответ


$CO_2 + 2NaOH = Na_2CO_3 + H_2O$.

Объем $CO_2$ составляет $200 \: мл - 184 \: мл = 16 \: мл$,
процентное содержание $CO_2 - \frac{16 \cdot 100}{200} = 8$ %,

$CO + H_2O \rightleftharpoons CO_2 + H_2$,
$CO_2 + Ba(OH)_2 = BaCO_3 + H_2O$.

При реакции на 1 моль $CO_2$ образуется 1 моль $BaCO_3$, что соответствует наличию в смеси 1 моля $CO$. Поскольку было получено 4 ммоля $BaCO_3$, то, следовательно, в смеси содержалось 4 ммоля $CO$, что составляет $(9 : 200) \cdot 100 = 4,5$ %.

Из смеси 10 мл газа, очищенного от $CO_2$, и 10 мл $O_2$ после сожжения получено 8,6 мл газа, т. е. в реакцию вступило 11,4 мл газов. Составим систему алгебраических уравнений ($х$ - количество $H_2$, $у$ - количество $O_2$)

$\begin{cases} x + y = 11,4 & 3y = 11,4 \\ x : y = 2 : 1 & y = 3,8 \: мл \: кислорода \end{cases}$.

Следовательно, в реакцию вступило 3,8 мл кислорода и 7,6 мл водорода (из исходной смеси и образовавшегося при конверсии газа). Оставшиеся 8,6 мл смеси содержат $10 - 3,8 = 6,2$ мл кислорода и $8,6 - 6,2 = 2,4$ мл азота. Тогда в исходных 184 мл смеси содержится

$\frac{2,4 \cdot 184}{10} \approx 44 $ мл азота,

и его процентное содержание в исходной смеси равно

$\frac{2,4 \cdot 100}{200} = 22$ %.

Далее определяем объемное содержание (в процентах) водорода: $100 - [8 (CO_2) + 4,5 (CO) + 22 (N_2)] = 65,5$ %.
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме

Паровой котел производительностью 1 т/ч водяного пара при $100^{\circ} С$ обогревается светильным газом, имеющим следующий состав: 48 % водорода, 33 % метана, 9 % окиси углерода, 2 % этилена, 2 % этана, 3 % двуокиси углерода и 3 % азота. Теплота сгорания водорода составляет 8 ккал/моль, метана - 210,8 ккал/моль, окиси углерода 67,6 ккал/моль, этилена - 331,6 ккал/моль, этана - 373 ккал/моль. а. Каков расход светильного газа в сутки, если тепловые потери при температуре $100^{\circ} С$ составляют 75%; вода поступает в котел при температуре $10^{\circ} С$, теплоемкость воды равна 1 кал/г-град, а теплота парообразования - 539 кал/г? б. Напишите уравнения сгорания компонентов светильного газа.
8 класс Химия Средняя
Смесь двух органических веществ (в количестве 44 г) с одной и той же молекулярной формулой С4Н802 обработали кислым углекислым натрием. Одно из этих веществ прореагировало с кислым углекислым натрием, при этом выделилась двуокись углерода и образовалось 22 г натриевой соли органической кислоты. Из второго вещества при нагревании с концентрированным раствором едкого натра был получен этиловый спирт. а. Установите, каково было строение этих веществ. б. Напишите возможные структурные формулы веществ. в. Напишите уравнения соответствующих химических реакций. г. Вычислите, сколько этилового спирта образовалось в реакции с едким натром.
8 класс Химия Средняя
Образец смеси гидроокиси бария с карбонатам кальция и магния массой 3,05 г прокалили до полного удаления летучих веществ. При этом было получено 2,21 г сухого остатка. Летучие продукты разложения пропустили через трубку, содержащую гидроокись калия, масса которой после прогревания трубки до $150-200^{\circ} C$ увеличилась на 0,66 г. а. Приведите уравнения описанных превращений. б. Вычислите содержание отдельных компонентов смеси (по массе) в исследованном образце (при расчетах атомные рссы округлите до целочисленных значений).
8 класс Химия Средняя
Какую массу $SO_{3}$ нужно растворить в 100 г воды, чтобы получить раствор серной кислоты с массовой долей $H_{2}SO_{4}$ 49 % ?
8 класс Химия Средняя
Вычислить процентную концентрацию раствора, полученного путем растворения 1,728 г кальция в 15 мл 10-процентной соляной кислоты (плотность $1,05 г/см^3$).
8 класс Химия Средняя
В результате нагревания 28,44 г перманганата калия образовалось 27,16 г твёрдой смеси. Какой максимальный объем хлора (н. у.) можно получить при действии на образовавшуюся смесь 36,5%-ной соляной кислоты (плотность 1,18 г/мл)? Какой объем кислоты для этого понадобится?
8 класс Химия Средняя
Нитрат неизвестного металла растворили в воде. Раствор разделили на две равные части. К одной части добавили магний, к другой - такую же массу цинка. По окончании реакции масса осадка во второй части оказалась на 2,05 г меньше. После добавления избытка соляной кислоты к обоим осадкам они частично растворились и их массы оказались равными и составили 3,2 г. Определите неизвестный металл.
8 класс Химия Средняя
В 3 л смеси метана и этилена масса углерода в четыре раза больше массы водорода. Определите объем этилена.
8 класс Химия Средняя
71,5 г кристаллической соды растворили в 80 мл воды и полученный раствор медленно обработали раствором соляной кислоты с массовой долей хлороводорода 36,5 %. Определите массовые доли веществ в полученном растворе, если известно, что в результате выделилось 3,36 л газа.
8 класс Химия Средняя
Бесцветный газ $А$, имеющий резкий запах, горит в кислороде с образованием распространенного в природе газа $Б$, но в зависимости от условий может дать газ $X$. $Б$ образует с водородом вещество $А$ и при обычных условиях с активным металлом $М$ дает только одно твердое вещество $В$, легко разлагающееся водой с образованием $А$ и $Г$. Если вместо воды взять раствор $HCl$, то получается вещество $Д$ и хлорид $М$. Твердое белое вещество $Г$ разлагается при нагревании, теряет на 1 моль $Г$ 0,5 моль воды и переходит в вещество $Е$, которое реагирует с водородом, образуя воду и твердое вещество $Ж$; при электролизе расплава 1 моль вещества $Ж$ на аноде выделяется 11,2 л (н. у.) водорода. Какие вещества упомянуты в задаче? Напишите уравнения их превращений. Какие соединения между $Б$ и водородом Вы знаете и как их можно получить?
8 класс Химия Средняя