Какой объем ацетилена (измеренного при н. у.) может быть получен из 1 кг технического карбида кальция, содержащего 30% примесей?
Давайте решим задачу по шагам.
Дано:
- Масса технического карбида кальция (CaC₂) = 1 кг = 1000 г
- Содержание чистого карбида кальция = 30%, то есть на 100 г карбида приходится 30 г чистого CaC₂
- Остальные 70% — это примеси
Цель: Определить объем ацетилена (C₂H₂), который можно получить из этого количества CaC₂ при н.у.
Шаг 1. Рассчитаем массу чистого карбида кальция в исходных 1000 г
Масса чистого CaC₂ = \( 1000\,г \times 30\% = 1000\,г \times 0,3 = 300\,г \)
Шаг 2. Запишем реакцию получения ацетилена из CaC₂
\[ \text{CaC}_2 + 2\,\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_2 + \text{Ca(OH)}_2 \]
Из этой реакции видно, что 1 моль CaC₂ даст 1 моль C₂H₂.
Шаг 3. Найдём количества веществ
Молярная масса CaC₂:
- Ca: 40 г/моль
- C: 12 г/моль
- ИТОГО: \( 40 + 2 \times 12 = 64\,г/моль \)
Молярная масса C₂H₂:
- C₂: 2 × 12 = 24 г/моль
- H₂: 2 × 1 = 2 г/моль
- ИТОГО: 26 г/моль
Количество вещества CaC₂: \[ n_{CaC_2} = \frac{300\,г}{64\,г/моль} \approx 4,6875\,\,молей \]
Шаг 4. Рассчитаем количество ацетилена
По реакции 1 моль CaC₂ даст 1 моль C₂H₂, значит:
\[ n_{C_2H_2} = n_{CaC_2} \approx 4,6875\,моль \]
Масса ацетилена: \[ m_{C_2H_2} = n_{C_2H_2} \times 26\,г/моль \approx 4,6875 \times 26 \approx 121,88\,г \]
Шаг 5. Определяем объем ацетилена при н.у.
Объем 1 моль газа при н.у. — 22,4 л.
Объем полученного ацетилена: \[ V = n_{C_2H_2} \times 22,4\,л \approx 4,6875 \times 22,4 \approx 105\,л \]
Итог:
Ответ: из 1 кг технического карбида кальция, содержащего 30% примесей, при н.у. может быть получено примерно 105 литров ацетилена.
Если нужно, я могу дополнительно объяснить каждый шаг более подробно!
