Чтобы определить массовую долю примесей в угле, нам нужно сначала выяснить, сколько углекислого газа (CO2) можно было бы получить из 8 г чистого угля, а затем сравнить это с фактическим количеством, полученным в результате сжигания.
Шаги решения:
- Определим теоретически возможное количество углекислого газа. Уголь в основном состоит из углерода (C). При сжигании 1 моля углерода (12 г) образуется 1 моль углекислого газа (44 г). Таким образом, можно составить соотношение:
- 1 моль C (12 г) дает 1 моль CO2 (44 г).
- Найдем, сколько углекислого газа можно получить из 8 г угля. Для этого сначала найдем количество молей угля:
- Количество молей угля (углерода) = масса угля / молярная масса угля = 8 г / 12 г/моль = 0,6667 моль.
- Теперь найдем количество углекислого газа, которое может быть получено из 0,6667 моль угля:
- Количество CO2 = количество молей угля * 1 моль CO2 / 1 моль C = 0,6667 моль CO2.
- Переведем количество молей CO2 в литры при нормальных условиях:
- 1 моль газа при нормальных условиях занимает 22,4 л.
- Количество CO2 в литрах = 0,6667 моль * 22,4 л/моль = 14,93 л.
- Теперь найдем фактическое количество углекислого газа, которое было получено:
- Фактическое количество CO2 = 10,64 л.
- Поскольку 10,64 л составляет 95% от теоретически возможного, найдем 100%:
- 100% = 10,64 л / 0,95 = 11,2 л (теоретически возможное количество CO2).
- Теперь найдем, сколько угля было бы необходимо для получения 11,2 л CO2:
- Количество молей CO2 = 11,2 л / 22,4 л/моль = 0,5 моль CO2.
- Количество угля (углерода) = 0,5 моль CO2 * 1 моль C / 1 моль CO2 = 0,5 моль C.
- Масса угля = 0,5 моль * 12 г/моль = 6 г.
- Теперь определим массу примесей:
- Масса примесей = масса образца угля - масса угля, сгоревшего до CO2 = 8 г - 6 г = 2 г.
- Теперь найдем массовую долю примесей:
- Массовая доля примесей = (масса примесей / масса образца угля) * 100% = (2 г / 8 г) * 100% = 25%.
Ответ: Массовая доля примесей в угле составляет 25%.