Давайте подробно решим задачу:
Дано:
- Масса воды ( m_{H_2O} = 54,\text{г} )
- Масса технического карбида кальция ( m_{CaC_2} = 26,13,\text{г} )
- Примесей ( = 2% ) (невзаимодействующие вещества)
Шаг 1: Определим массу чистого карбида кальция, вступающего в реакцию
Т.к. 2% — это примеси, то фактическая масса реагента, участвующего в реакции, составляет:
[
m_{CaC_2}^{реаг} = 26,13,\text{г} \times (1 - 0,02) = 26,13,\text{г} \times 0,98 = 25,6074,\text{г}
]
Шаг 2: Рассчитаем молярную массу карбида кальция
[
M_{CaC_2} = 40 + 2 \times 12 = 40 + 24 = 64,\text{г/моль}
]
Шаг 3: Рассчитаем количество вещества карбида кальция, реагирующего с водой
[
n_{CaC_2} = \frac{m_{CaC_2}^{реаг}}{M_{CaC_2}} = \frac{25,6074,\text{г}}{64,\text{г/моль}} \approx 0,4,\text{моль}
]
Шаг 4: Реакция карбида кальция с водой
[
CaC_2 + 2,H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2
]
Из стехиометрии из соотношения видно, что:
- 1 моль (CaC_2) реагирует с 2 моль воды
- Выделяется 1 моль ацетилена (C_2H_2)
Шаг 5: Определим количество выделяющегося газа — ацетенана (C₂H₂)
[
n_{C_2H_2} = n_{CaC_2} \approx 0,4,\text{моль}
]
Шаг 6: Объем газа при стандартных условиях
Объем 1 моль газа при нормальных условиях (Ньютона — 0°C, 1 атм) — около 22,4 л.
Поэтому объем выделяемого ацетена:
[
V_{C_2H_2} = n_{C_2H_2} \times 22,4,\text{л} = 0,4 \times 22,4,\text{л} = 8,96,\textл
]
Ответ:
Объем газа, выделившегося при реакции — примерно 8,96 литров.
