Навеску оксида марганца $\ChemFormMn_3O_4$ прокалили с некоторым количеством углерода. Полученный твердый остаток, состоящий из двух веществ общей массой 18,9 г, полностью растворился в разбавленной серной кислоте, при этом выделилось 3,36 л (н. у.) газа. Определите массовые доли веществ в твердом остатке и объем углекислого газа (в пересчете на н. у.), образовавшегося в первом опыте. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите необходимые вычисления с указанием единиц измерения искомых физических величин.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Вариант ответа.
1. Напишем уравнения восстановления оксида марганца:
$\ChemFormMn_3O_4 + 2C = 3Mn + 2CO_2\uparrow$
$\ChemForm2Mn_3O_4 + C = 6MnO + CO_2\uparrow$
(углерод в недостатке, поэтому реакции с образованием $\ChemFormCO$ не засчитываются).
2. Напишем уравнения реакций с серной кислотой:
$\ChemFormMn + H_2SO_4 = MnSO_4 + H_2\uparrow$
$\ChemFormMnO + H_2SO_4 = MnSO_4 + H_2O$
3. Рассчитаем состав твердого остатка:
$\rm \nu ( H_2 ) = $\frac{3,36}{22,4}$ =0,15 моль$
$\rm \nu ( Mn ) =\nu ( H_2 ) =0,15 моль$
$\it m\rm ( Mn ) =0,15 \cdot 55=8,25 г$
$\omega ( \rm Mn ) = $\frac{8,25}{18,9}$ \cdot 100\%=43,7\%$
$\omega ( \rm MnO ) =100\% - 43,7\%=56,3\%$
4. Рассчитаем объем углекислого газа:
$\it m\rm ( MnO ) =18,9 - 8,25=10,65 г$
$\rm \nu ( MnO ) = $\frac{10,65}{71}$ =0,15 моль$
$\rm \nu ( CO_2 ) = $\frac{2}{3}$ \nu ( Mn ) + $\frac{1}{6}$ \nu ( MnO ) = $\frac{2}{3}$ \cdot 0,15 + $\frac{1}{6}$ \cdot 0,15=0,125 моль$
$\it V\rm ( CO_2 ) =0,125 \cdot 22,4=2,8 л$
1. Напишем уравнения восстановления оксида марганца:
$\ChemFormMn_3O_4 + 2C = 3Mn + 2CO_2\uparrow$
$\ChemForm2Mn_3O_4 + C = 6MnO + CO_2\uparrow$
(углерод в недостатке, поэтому реакции с образованием $\ChemFormCO$ не засчитываются).
2. Напишем уравнения реакций с серной кислотой:
$\ChemFormMn + H_2SO_4 = MnSO_4 + H_2\uparrow$
$\ChemFormMnO + H_2SO_4 = MnSO_4 + H_2O$
3. Рассчитаем состав твердого остатка:
$\rm \nu ( H_2 ) = $\frac{3,36}{22,4}$ =0,15 моль$
$\rm \nu ( Mn ) =\nu ( H_2 ) =0,15 моль$
$\it m\rm ( Mn ) =0,15 \cdot 55=8,25 г$
$\omega ( \rm Mn ) = $\frac{8,25}{18,9}$ \cdot 100\%=43,7\%$
$\omega ( \rm MnO ) =100\% - 43,7\%=56,3\%$
4. Рассчитаем объем углекислого газа:
$\it m\rm ( MnO ) =18,9 - 8,25=10,65 г$
$\rm \nu ( MnO ) = $\frac{10,65}{71}$ =0,15 моль$
$\rm \nu ( CO_2 ) = $\frac{2}{3}$ \nu ( Mn ) + $\frac{1}{6}$ \nu ( MnO ) = $\frac{2}{3}$ \cdot 0,15 + $\frac{1}{6}$ \cdot 0,15=0,125 моль$
$\it V\rm ( CO_2 ) =0,125 \cdot 22,4=2,8 л$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 126016 • Задание №33
При окислении предельного одноатомного спирта подкисленным раствором перманганата калия получено летучее орган...
ID 122191 • Задание №22
Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему
$H$_2$S_ левая круглая скобка г пра...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный:
— в ответе правильно записаны уравнения реакций, соответствующих условию задания;
— правильно произведены вычисления, в которых используются
необходимые физические величины, заданные в условии задания;
— продемонстрирована логически обоснованная взаимосвязь
физических величин, на основании которых проводятся расчеты;
— в соответствии с условием задания определена искомая физическая величина | 4
Допущена ошибка только в одном из перечисленных выше
элементов ответа | 3
Допущены ошибки в двух из перечисленных выше элементах ответа | 2
Допущены ошибки в трех из перечисленных выше элементах ответа | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 4
Примечание. В случае, когда в ответе содержится ошибка в вычислениях в одном из трех элементов (втором, третьем или четвертом), которая привела к неверному ответу, оценка за выполнение задания снижается только на 1 балл.
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный:
— в ответе правильно записаны уравнения реакций, соответствующих условию задания;
— правильно произведены вычисления, в которых используются
необходимые физические величины, заданные в условии задания;
— продемонстрирована логически обоснованная взаимосвязь
физических величин, на основании которых проводятся расчеты;
— в соответствии с условием задания определена искомая физическая величина | 4
Допущена ошибка только в одном из перечисленных выше
элементов ответа | 3
Допущены ошибки в двух из перечисленных выше элементах ответа | 2
Допущены ошибки в трех из перечисленных выше элементах ответа | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 4
Примечание. В случае, когда в ответе содержится ошибка в вычислениях в одном из трех элементов (втором, третьем или четвертом), которая привела к неверному ответу, оценка за выполнение задания снижается только на 1 балл.
🔗 Другие задания линии №34 по предмету Химия:
ID 126200
При нагревании образца карбоната кальция часть вещества разложилась. При этом выделилось 4,48 л...
ID 126201
Навеску гидрокарбоната натрия прокаливали в течение непродолжительного времени и получили тверд...
ID 126202
Навеску основного карбоната меди прокаливали в течение непродолжительного времени и получили тв...
ID 126203
Навеску технического карбоната кальция массой 8,00 г растворили в избытке соляной кислоты. К по...
ID 126204
Железную проволоку массой 0,295 г растворили при нагревании в избытке разбавленной азотной кисл...