Какой объем (н.у.) имела исходная газовая смесь, если углекислый газ, выделившийся при сжигании смеси пропана и бутана с объемной долей пропана 70 %, полностью поглотили, пропустив через раствор, содержащий 14,8 г Ca(OH)2, и в конце масса выпавшего осадка составила 15,0 г?

Химия 11 класс Реакции горения и химические реакции с образованием осадков объем газовой смеси углекислый газ сжигание пропана сжигание бутана объемная доля пропана раствор Ca(OH)2 масса осадка химические реакции химия 11 класс расчет объема газа Новый

Для решения данной задачи будем использовать закон сохранения массы и химические уравнения, связанные с реакцией углекислого газа с гидроксидом кальция.

Шаг 1: Определим количество образовавшегося осадка.

При взаимодействии углекислого газа (CO2) с гидроксидом кальция (Ca(OH)2) образуется карбонат кальция (CaCO3), который выпадает в осадок:

• Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

Из условия задачи известно, что масса выпавшего осадка (CaCO3) составила 15,0 г. Теперь найдем количество вещества CaCO3:

• Молярная масса CaCO3 = 40 (Ca) + 12 (C) + 3 * 16 (O) = 100 г/моль.
• Количество вещества CaCO3 = масса / молярная масса = 15,0 г / 100 г/моль = 0,15 моль.

Шаг 2: Найдем количество углекислого газа, который поглотили.

Согласно уравнению реакции, на 1 моль CO2 образуется 1 моль CaCO3. Следовательно, количество CO2, которое прошло через раствор, также равно 0,15 моль.

Шаг 3: Найдем объем углекислого газа при нормальных условиях (н.у.).

При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 литра. Таким образом, объем углекислого газа:

• Объем CO2 = количество вещества * 22,4 л/моль = 0,15 моль * 22,4 л/моль = 3,36 л.

Шаг 4: Определим состав газовой смеси.

Исходная газовая смесь состояла из пропана (C3H8) и бутана (C4H10) с объемной долей пропана 70%. Это означает, что на 100 объемов смеси 70 объемов - пропан и 30 объемов - бутан.

Шаг 5: Рассчитаем, сколько углекислого газа выделяется при сжигании пропана и бутана.

Реакции сжигания пропана и бутана можно записать следующим образом:

• Для пропана: C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O (из 1 моля пропана выделяется 3 моля CO2).
• Для бутана: C4H10 + 13/2 O2 → 4 CO2 + 5 H2O (из 1 моля бутана выделяется 4 моля CO2).

Обозначим объем смеси как V. Тогда:

• Объем пропана = 0,7V, объем бутана = 0,3V.

Теперь найдем количество углекислого газа, выделяющегося при сжигании:

• CO2 от пропана = (0,7V / 22,4) * 3 = 0,09375V моль.
• CO2 от бутана = (0,3V / 22,4) * 4 = 0,05357V моль.

Шаг 6: Суммируем количество углекислого газа.

Общее количество CO2:

• 0,09375V + 0,05357V = 0,15 моль (из шага 2).

Таким образом, получаем уравнение:

• 0,14732V = 0,15.

Решая его, находим объем смеси:

• V = 0,15 / 0,14732 ≈ 1,017 л.

Ответ:

Объем исходной газовой смеси составляет примерно 1,017 литра.