Химия

8 класс
Вопрос
В период рабочего (горячего) хода в генераторе воздушного газа через слой раскаленного кокса пропустили воздух. Газы, выделившиеся в результате реакции, которые содержали $CO_2, CO, N_2$ и $O_2$, подвергли количественному анализу. Для анализа взяли 1000 мл газа при температуре $17^{\circ} C$ и давлении 740 мм рт. ст. и пропустили его через систему поглотительных склянок. Было обнаружено, что уменьшение объема газа в сосуде, содержащем взвесь белого фосфора в воде, составило 15 мл, в сосуде с аммиачным раствором хлорида меди - 170 мл, а в сосуде с концентри-рованным раствором гидроокиси калия - 35 мл. а. Напишите уравнения реакций поглощения газов и укажите последовательность расположения поглотительных склянок в системе. б. Определите процентный (по объему) состав смеси газов, образовавшихся в результате реакции. г. Вычислите, сколько кокса, содержащего 98 % угля, можно подвергнуть газификации в течение 1 ч, если за это время образуется 15 000 м^3 газа определенного выше состава.
Ответ


Влажный белый фосфор используется для поглощения кислорода

$4P + 5O_2 = 2P_2O_5$,
$P_2O_5 + 3H_2O = 2H_3РO_4$.

Водно-аммиачный раствор хлорида меди(1) применяется для поглощения окиси углерода

$Cu_2Cl_2 + 2CO \rightarrow Cu_2Cl_2 \cdot 2CO$.

Концентрированный раствор щелочи используется для удаления из газа двуокиси углерода

$2KOH + CO_2 = K_2CO_3 + H_2O$.

Поглотительные склянки с растворами следует расположить в следующем порядке: 1) склянка с концентрированным раствором щелочи, 2) склянка с белым фосфором и водой, 3) склянка с водно-аммиачным раствором $Cu_2Cl_2$. В газовой смеси содержалось (по объему)

$\frac{35 \cdot 100}{1000} = 3,5$ % $CO_2$;
$\frac{15 \cdot 100}{1000} = 1,5$ % $O_2$;
$\frac{170 \cdot 100}{1000} = 17$ % $CO$ и
$100 - (NULL,5 + 1,5 + 17) = 78$ % $N_2$.

Количество кокса, необходимое для получения генера-торного газа, можно рассчитать по процентному содержанию углерода (как элемента) в 1 $м^3$ газа.

22,4 л $CO_2$ содержит 12 г $C$, 22,4 л $CO$ содержит 12 г $C$,
35 л $CO_2$ - $x_1$ г $C$, 170 л $CO$ - $x_2$ г $C$,

$x_1 + x_2 = \frac{35 \cdot 12}{22,4} + \frac{170 \cdot 12}{22,4} = 18,75 + 91,15 = 109,9$ г $C \approx 0,11$ кг.

15 000 $м^3$ генераторного газа при указанных условиях (в пересчете на нормальные условия) займут объем

$V_0 = \frac{pVT_0}{p_0T} = \frac{740 \cdot 1500 \cdot 273}{760 \cdot 290} = 13750 м^3$.

В этом количестве газа содержится $13750 \cdot 0,11 = 1513$ кг углерода как элемента, а поскольку содержание последнего в коксе составляет 98 %, то потребуется

$\frac{1513 \cdot 100}{98} = 1547 \: кг \approx 1,55$ т кокса.
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме

К какой группе периодической системы элементов следует отнести элемент, возникающий при радиоактивном распаде тория, если при этом испускаются четыре $\alpha$ - и две $\beta$ - частицы?
8 класс Химия Средняя
Вычислите процентное содержание карбида кальция $CaC_2$ в техническом карбиде, если известно, что из его образца массой 2,5 г получено 0,72 л ацетилена при температуре $18^{\circ} C$ и давлении 753 мм рт. ст.
8 класс Химия Средняя
Зная, что 1 немецкий градус жесткости воды соответствует 10 мг $CaO$, содержащимся в 1 л воды, а также, что 1,4 мг $CaO$ соответствуют 1,0 мг $MgO$, вычислите: а) чему равна общая жесткость воды в немецких градусах, если анализом установлено, что в 1 л исследуемой воды содержится 181 мг $CaO$ и 22 мг $MgO$; б) какие количества негашеной извести и соды необходимо использовать, чтобы устранить жесткость 1 м^3 (1000 л) этой воды, если ее постоянная жесткость составляет 2,83% общей жесткости.
8 класс Химия Средняя
При сливании растворов соляной кислоты и карбоната натрия, одинаковых по массе и процентной концентрации, общая масса раствора уменьшилась на 10 %. Вычислить концентрацию образовавшейся соли.
8 класс Химия Средняя
Приготовленную в стехиометрическом отношении смесь паров метанола и кислорода подвергли каталитическому окислению, в результате чего образовался альдегид. До реакции смесь занимала объем 3 л при температуре $200^{\circ} C$ и давлении 800 мм рт. ст., а после реакции ее объем при температуре $150^{\circ} C$ и давлении 740 мм рт. ст. оказался равным 3,48 л. а. Напишите уравнение происходящей реакции окисления. б. Вычислите процентное содержание альдегида в смеси после окисления при исходных температуре и давлении.
8 класс Химия Средняя
В результате реакции ортофосфата кальция с магнием образуются фосфид кальция и оксид магния. Сколько литров воздуха, содержащего 21 % кислорода (по объему), необходимо для сгорания фосфористого водорода, который выделится в результате реакции фосфида кальция с водой, если для восстановления было использовано 3 г-экв магния, а объемы газов измерялись при нормальных условиях?
8 класс Химия Средняя
Было установлено, что для сжигания смеси метана и водорода необходимо использовать в пять раз больший объем воздуха. Газообразные продукты реакции после охлаждения встряхивали в сосуде с раствором гидрата окиси калия, при этом объем газовой смеси уменьшился на $\frac{1}{13}$ и остался чистый азот. Определите процентный состав метана и водорода в первоначальной смеси газов (считать, что воздух содержит 20 % кислорода).
8 класс Химия Средняя
Газовую смесь, состоящую из оксида углерода (II) и кислорода (плотность по водороду равна 15), сожгли. Определите молярную массу газа после реакции.
8 класс Химия Средняя
В сосуд емкостью 5,6 л поместили 75 г карбоната кальция. Сосуд закрыли и нагревали при $400^{ \circ } C$ до полного разложения соли. Определите давление в сосуде при этой температуре.
8 класс Химия Средняя
К 115 мл 0,1 М раствора аммиака добавили 263 мл 0,2 М раствора нитрата аммония и 189 мл воды. Вычислите степень диссоциации и содержание гидроксида аммония 1 в таком растворе (в процентах). Константу диссоциации $NH_4OH$ принять равной $1,8 \cdot 10^{-5}$, а коэффициент активности полученного раствора - равным 0,9.
8 класс Химия Средняя