при обработке 41,7 г технического карбида кальция избытком солярой кислоты выделилось 13,44 л ацетилена (н.у.) рассчитайте массовую долю карбида кальция в техническом образце

Для решения данной задачи нам необходимо рассмотреть реакцию между карбидом кальция (CaC₂) и соляной кислотой (HCl), в результате которой образуется ацетилен (C₂H₂) и хлорид кальция (CaCl₂). Мы также воспользуемся полученными данными для определения массовой доли карбида кальция в техническом образце.

Шаг 1: Записываем уравнение реакции

Реакция между карбидом кальция и соляной кислотой выглядит следующим образом:

\[ \text{CaC}_2 + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{C}_2\text{H}_2 \]

Шаг 2: Находим количество вещества ацетилена

Сначала переведем объем ацетилена в количество вещества.

По условиям задачи, мы имеем:

• Объем ацетилена (C₂H₂) = 13,44 л (н.у.)

При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает 22,4 л, поэтому:

\[ n(C_2H_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{13.44 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} = 0.6 \, \text{моль} \]

Шаг 3: Находим количество вещества карбида кальция

Согласно уравнению реакции, 1 моль карбида кальция дает 1 моль ацетилена. Значит, количество вещества карбида кальция также будет равно:

\[ n(CaC_2) = n(C_2H_2) = 0.6 \, \text{моль} \]

Шаг 4: Рассчитываем массу карбида кальция

Теперь нам нужно найти массу карбида кальция. Для этого используем его молярную массу.

Находим молярную массу карбида кальция (CaC₂):

• Молярная масса Ca = 40 г/моль
• Молярная масса C = 12 г/моль

\[ M(CaC_2) = 40 \, \text{г/моль} + 2 \times 12 \, \text{г/моль} = 40 + 24 = 64 \, \text{г/моль} \]

Теперь рассчитываем массу карбида кальция:

\[ m(CaC_2) = n(CaC_2) \times M(CaC_2) = 0.6 \, \text{моль} \times 64 \, \text{г/моль} = 38.4 \, \text{г} \]

Шаг 5: Находим массовую долю карбида кальция в техническом образце

Теперь у нас есть масса карбида кальция (38.4 г) и масса технического образца (41.7 г). Массовую долю карбида кальция можно рассчитать по формуле:

\[ \omega = \frac{m(CaC_2)}{m_{\text{техн. образца}}} \times 100\% \]

Подставляем значения:

\[ \omega = \frac{38.4 \, \text{г}}{41.7 \, \text{г}} \times 100\% \approx 92.2\% \]

Ответ

Массовая доля карбида кальция в техническом образце составляет примерно 92.2%.

Это расчет показывает, какая часть массы технического карбида кальция является чистым карбидом, что позволяет оценить его качество.