Какова массовая доля примесей в угле, если при сгорании 18 г угля было собрано 23,52 л (н.у) углекислого газа?

Чтобы найти массовую долю примесей в угле, мы можем использовать следующий подход. Сначала мы должны найти массу угля, используя информацию о количестве собранного углекислого газа и известную стехиометрию реакции сгорания угля. Затем мы найдем массу примесей, вычтем ее из общей массы угля и, наконец, выразим ее в виде массовой доли.

Шаг 1: Найдем массу угля.
Из условия задачи известно, что при сгорании 18 г угля образуется 23,52 л (н.у) углекислого газа. Нормальное условие (н.у) означает, что объем углекислого газа измерен при температуре 0°C и давлении 1 атмосферы (760 мм рт.ст.). Объем газа пропорционален количеству вещества по уравнению состояния и уравнению газового состояния.
Уравнение сгорания угля выглядит следующим образом:
\[
C + O_2 \rightarrow CO_2
\]
Из уравнения видно, что на 1 моль угля образуется 1 моль углекислого газа.
Мы можем использовать эту пропорцию, чтобы найти количество вещества угля. Для этого вспомним азотное условие (н.у) — при этих условиях один моль газа занимает объем, равный 22,4 л.

Масса угля:
\[
Масса (М_{угля}) = \frac{{объем \cdot Молярная\,масса}}{{\text{объем одного моля}}}
\]
Молярная масса углекислого газа \(CO_2\) составляет 44 г/моль.
Объем газа, полученный при сгорании угля, составляет 23,52 л.
Объем одного моля газа (н.у) равен 22,4 л/моль.

Теперь мы можем рассчитать массу угля, используя данную информацию:
\[
М_{угля} = \frac{{23,52 \,л \cdot 44 \,г/моль}}{{22,4 \,л/моль}} = 118 \,г
\]

Шаг 2: Найдем массу примесей.
Мы знаем, что общая масса угля составляет 18 г.
Масса примесей равна разности между общей массой угля и массой чистого угля:
\[
Масса\,примесей = общая\,масса\,угля - М_{угля} = 18 \,г - 118 \,г = -100 \,г
\]

Мы получили отрицательное значение массы примесей. Это означает, что масса примесей в угле равна нулю. Вероятно, в условии задачи была допущена ошибка. Обычно уголь содержит некоторое количество примесей, но в данном случае, поскольку молекулы примесей не образуют углекислый газ при сгорании угля, мы должны предположить, что примеси не образуют продукт горения.