Завдання 2. Визначте масу насиченого розчину магній сульфату при 70°С ( 58 г), якщо його охолодження до 20°С (S20 = 38 г) супроводжується виділенням кристалогідрату MgSO4-6H2O масою 228 г.
Во-первых, нужно объяснить сами реакции. В данном случае речь идет о реакции между водородом (H2) и азотом (N2) при высокой температуре в присутствии катализатора. Катализатор - это вещество, которое помогает ускорить химическую реакцию, но само не участвует в ней.
Реакция в данном случае будет выглядеть следующим образом: H2 + N2 -> 2NH2.
Для того чтобы обосновать этот ответ, нужно знать, что у водорода (H2) и азота (N2) есть свои химические формулы. Водород представляет собой молекулу из двух атомов, поэтому его химическая формула - H2. Азот также представляет собой молекулу из двух атомов, поэтому его формула - N2.
В реакции происходит соединение водородных атомов с атомами азота, и образуются молекулы аммиака (NH3). Однако в данном случае, благодаря присутствию катализатора, образуется не аммиак, а диамид (NH2). Количество аммиака удваивается - изначально в реакции есть 2 молекулы водорода и 1 молекула азота, но в итоге получается 2 молекулы диамида.
Также можно рассмотреть пошаговое решение данной задачи:
1. Записать химические формулы реагирующих веществ - водорода (H2) и азота (N2).
2. Написать уравнение реакции H2 + N2 -> NH3.
3. Увидеть, что в данной реакции присутствует катализатор.
4. Обратить внимание, что благодаря присутствию катализатора образуется диамид (NH2) вместо аммиака (NH3).
5. Удвоить количество аммиака - получим 2NH2.
Таким образом, в результате реакции водорода с азотом при высокой температуре в присутствии катализатора образуется диамид, и его химическая формула - 2NH2.
Чтобы найти объём углекислого газа, выделенного при действии серной кислоты на известняк, нам понадобятся следующие данные:
Масса известняка (m) = 400 г
Содержание некарбонатных примесей (c) = 5%
Общий алгоритм решения данной задачи будет следующий:
1. Найти массу чистого карбоната кальция (m_карбоната_кальция), содержащегося в известняке, используя содержание некарбонатных примесей и массу известняка.
2. Определить количество молекул углекислого газа, образованных при реакции серной кислоты с карбонатом кальция.
3. Перевести количество молекул углекислого газа в объём газа.
Давайте решим каждый шаг подробнее:
Шаг 1: Найдем массу чистого карбоната кальция.
Известно, что известняк содержит 5% некарбонатных примесей. Это означает, что 95% известняка является чистым карбонатом кальция.
Масса чистого карбоната кальция (m_карбоната_кальция) = масса известняка (m) × (1 - содержание некарбонатных примесей (c))
m_карбоната_кальция = 400 г × (1 - 5/100)
m_карбоната_кальция = 400 г × 0.95
m_карбоната_кальция = 380 г
Таким образом, масса чистого карбоната кальция составляет 380 г.
Шаг 2: Определим количество молекул углекислого газа.
Для этого необходимо воспользоваться химическим уравнением реакции между серной кислотой (H2SO4) и карбонатом кальция (CaCO3):
H2SO4 + CaCO3 → CO2 + CaSO4 + H2O
Из уравнения видно, что одно молекула серной кислоты реагирует с одной молекулой карбоната кальция, образуя одну молекулу углекислого газа.
Таким образом, количество молекул углекислого газа будет равно количеству молекул карбоната кальция.
Шаг 3: Переведем количество молекул углекислого газа в объем газа.
Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
V = (n * R * T) / P
где V - объем газа, n - количество молекул газа, R - универсальная газовая постоянная (R = 0,0821 л · атм / (моль · К)), T - температура газа (предположим, что она равна комнатной температуре, например, 298 К), P - давление газа (в этой задаче мы его не знаем, но можно предположить, что оно равно атмосферному давлению, т.е. 1 атм).
Таким образом, подставив известные значения, мы можем найти объем углекислого газа.
V = (n * R * T) / P
V = (количество молекул углекислого газа * 0,0821 л · атм / (моль · К) * 298 К) / 1 атм
Теперь нам нужно перевести количество молекул углекислого газа в моли (n).
Для этого воспользуемся молярной массой углекислого газа (44 г/моль) и массой чистого карбоната кальция (380 г), которую мы нашли на шаге 1.
n = масса чистого карбоната кальция (m_карбоната_кальция) / молярная масса углекислого газа (44 г/моль)
n = 380 г / 44 г/моль
n ≈ 8,64 моль
Теперь, подставив все значения в формулу для объема газа, мы можем найти окончательный ответ:
V = (8,64 моль * 0,0821 л · атм / (моль · К) * 298 К) / 1 атм
V ≈ 20,03 л
Таким образом, объем углекислого газа, выделенного при действии серной кислоты на 400 г известняка, составляет приблизительно 20,03 дм³ или 20,03 л.
Реакция в данном случае будет выглядеть следующим образом: H2 + N2 -> 2NH2.
Для того чтобы обосновать этот ответ, нужно знать, что у водорода (H2) и азота (N2) есть свои химические формулы. Водород представляет собой молекулу из двух атомов, поэтому его химическая формула - H2. Азот также представляет собой молекулу из двух атомов, поэтому его формула - N2.
В реакции происходит соединение водородных атомов с атомами азота, и образуются молекулы аммиака (NH3). Однако в данном случае, благодаря присутствию катализатора, образуется не аммиак, а диамид (NH2). Количество аммиака удваивается - изначально в реакции есть 2 молекулы водорода и 1 молекула азота, но в итоге получается 2 молекулы диамида.
Также можно рассмотреть пошаговое решение данной задачи:
1. Записать химические формулы реагирующих веществ - водорода (H2) и азота (N2).
2. Написать уравнение реакции H2 + N2 -> NH3.
3. Увидеть, что в данной реакции присутствует катализатор.
4. Обратить внимание, что благодаря присутствию катализатора образуется диамид (NH2) вместо аммиака (NH3).
5. Удвоить количество аммиака - получим 2NH2.
Таким образом, в результате реакции водорода с азотом при высокой температуре в присутствии катализатора образуется диамид, и его химическая формула - 2NH2.
Масса известняка (m) = 400 г
Содержание некарбонатных примесей (c) = 5%
Общий алгоритм решения данной задачи будет следующий:
1. Найти массу чистого карбоната кальция (m_карбоната_кальция), содержащегося в известняке, используя содержание некарбонатных примесей и массу известняка.
2. Определить количество молекул углекислого газа, образованных при реакции серной кислоты с карбонатом кальция.
3. Перевести количество молекул углекислого газа в объём газа.
Давайте решим каждый шаг подробнее:
Шаг 1: Найдем массу чистого карбоната кальция.
Известно, что известняк содержит 5% некарбонатных примесей. Это означает, что 95% известняка является чистым карбонатом кальция.
Масса чистого карбоната кальция (m_карбоната_кальция) = масса известняка (m) × (1 - содержание некарбонатных примесей (c))
m_карбоната_кальция = 400 г × (1 - 5/100)
m_карбоната_кальция = 400 г × 0.95
m_карбоната_кальция = 380 г
Таким образом, масса чистого карбоната кальция составляет 380 г.
Шаг 2: Определим количество молекул углекислого газа.
Для этого необходимо воспользоваться химическим уравнением реакции между серной кислотой (H2SO4) и карбонатом кальция (CaCO3):
H2SO4 + CaCO3 → CO2 + CaSO4 + H2O
Из уравнения видно, что одно молекула серной кислоты реагирует с одной молекулой карбоната кальция, образуя одну молекулу углекислого газа.
Таким образом, количество молекул углекислого газа будет равно количеству молекул карбоната кальция.
Шаг 3: Переведем количество молекул углекислого газа в объем газа.
Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
V = (n * R * T) / P
где V - объем газа, n - количество молекул газа, R - универсальная газовая постоянная (R = 0,0821 л · атм / (моль · К)), T - температура газа (предположим, что она равна комнатной температуре, например, 298 К), P - давление газа (в этой задаче мы его не знаем, но можно предположить, что оно равно атмосферному давлению, т.е. 1 атм).
Таким образом, подставив известные значения, мы можем найти объем углекислого газа.
V = (n * R * T) / P
V = (количество молекул углекислого газа * 0,0821 л · атм / (моль · К) * 298 К) / 1 атм
Теперь нам нужно перевести количество молекул углекислого газа в моли (n).
Для этого воспользуемся молярной массой углекислого газа (44 г/моль) и массой чистого карбоната кальция (380 г), которую мы нашли на шаге 1.
n = масса чистого карбоната кальция (m_карбоната_кальция) / молярная масса углекислого газа (44 г/моль)
n = 380 г / 44 г/моль
n ≈ 8,64 моль
Теперь, подставив все значения в формулу для объема газа, мы можем найти окончательный ответ:
V = (8,64 моль * 0,0821 л · атм / (моль · К) * 298 К) / 1 атм
V ≈ 20,03 л
Таким образом, объем углекислого газа, выделенного при действии серной кислоты на 400 г известняка, составляет приблизительно 20,03 дм³ или 20,03 л.