Номер 8, страница 179 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

8. В результате пропускания смеси углекислого и угарного газов объемом $6,72 \text{ дм}^3$ (н. у.) через раствор избытка гидроксида калия масса раствора увеличилась на $8,8 \text{ г}$. Вычислите объемную долю угарного газа в смеси.

Дано:

Смесь газов: $CO_2$ и $CO$

$V_{смеси} = 6,72 \text{ дм}^3$ (н. у.)

$\Delta m_{раствора} = 8,8 \text{ г}$

Раствор $KOH$ в избытке

$V_{смеси} = 6,72 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

$\Delta m_{раствора} = 8,8 \cdot 10^{-3} \text{ кг}$

Найти:

$\phi(CO) - ?$

Решение:

При пропускании смеси углекислого газа ($CO_2$) и угарного газа ($CO$) через раствор гидроксида калия ($KOH$) происходит химическая реакция только с углекислым газом, так как он является кислотным оксидом. Угарный газ ($CO$) является несолеобразующим оксидом и с раствором щелочи в данных условиях не реагирует.

Уравнение реакции поглощения углекислого газа избытком раствора гидроксида калия:

$CO_2 + 2KOH \rightarrow K_2CO_3 + H_2O$

Увеличение массы раствора происходит за счет массы поглощенного углекислого газа. Таким образом, масса $CO_2$ в смеси равна увеличению массы раствора:

$m(CO_2) = \Delta m_{раствора} = 8,8 \text{ г}$

Вычислим количество вещества углекислого газа ($CO_2$), зная его молярную массу $M(CO_2) = 12 + 2 \cdot 16 = 44 \text{ г/моль}$:

$n(CO_2) = \frac{m(CO_2)}{M(CO_2)} = \frac{8,8 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

Теперь найдем объем, который занимал углекислый газ в смеси при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем газа при н. у. ($V_m$) равен $22,4 \text{ дм}^3\text{/моль}$:

$V(CO_2) = n(CO_2) \cdot V_m = 0,2 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ дм}^3\text{/моль} = 4,48 \text{ дм}^3$

Общий объем газовой смеси является суммой объемов ее компонентов, так как объемная доля равна мольной доле для газов. Найдем объем угарного газа ($CO$) в смеси:

$V(CO) = V_{смеси} - V(CO_2) = 6,72 \text{ дм}^3 - 4,48 \text{ дм}^3 = 2,24 \text{ дм}^3$

Объемная доля ($\phi$) компонента в смеси – это отношение объема этого компонента к общему объему смеси. Вычислим объемную долю угарного газа, выразив ее в процентах:

$\phi(CO) = \frac{V(CO)}{V_{смеси}} \cdot 100\% = \frac{2,24 \text{ дм}^3}{6,72 \text{ дм}^3} \cdot 100\% = \frac{1}{3} \cdot 100\% \approx 33,3\%$

Ответ: объемная доля угарного газа в смеси составляет 33,3%.