Дано: mтехн.(CaC2)=41,7 г, V(C2H2)=13,44 л
Найти: ω(CaC2)-?
Решение
1-й способ
1. Количество вещества ацетилена объемом 13,44 л рассчитываем по формуле: ʋ=V/VM, где VM=22,4 л/моль при н.у.
ʋ(C2H2)=V(C2H2)/VM=13,4 л : 22,4 л/моль=0,6 моль
2. Составим химическое уравнение:
CaC2 + 2HCl= CaCl2 + C2H2↑
По уравнению реакции ʋ(CaC2):ʋ(C2H2)=1:1, количества вещества одинаковые, поэтому:
ʋ(CaC2)=ʋ(C2H2)=0,6 моль
3. Массу чистого карбида кальция количеством вещества 0,6 моль рассчитываем по формуле: m=ʋ•M, где M=Mr г/моль.
Mr(CaC2)=Ar(Ca)+2•Ar(C)=40+2•12=64, M(CaC2)=64 г/моль
m(CaC2)=ʋ(CaC2)•M(CaC2)=0,6 моль • 64 г/моль=38,4 г
4. Рассчитываем массовую долю чистого карбида кальция в техническом карбиде кальция:
ω(CaC2)=m(CaC2):mтехн.(CaC2)•100%=38,4 кг : 41,7 г • 100%=92,1%
2-й способ
1. Составим химическое уравнение:
х г 13,44 л
CaC2 + 2HCl= CaCl2 + C2H2↑
64 г 22,4 л
Над формулами соединений CaС2 и С2Н2 записываем неизвестную массу чистого карбида кальция (х г) и приведенный в условии задачи объём ацетилена (13,44 л), а под формулами соединений ― массу и объём соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярную массу (M=Mr г/моль) и, соответственно, массу 1 моль CaC2 и объём 1 моль C2H2 (при н.у. 1 моль газов занимает объём 22,4 л).
Mr(CaC2)=Ar(Ca)+2•Ar(C)=40+2•12=64, M(CaC2)=64 г/моль, масса 1 моль=64 г
2. Массу чистого карбида кальция рассчитываем с помощью пропорции:
х г / 64 г =13,44 л / 22,4 л, отсюда по свойству пропорции имеем
х г • 22,4 л = 13,44 л • 64 г, поэтому
х=m(CaC2)=13,44 л • 64 г : 22,4 л=38,4 г
3. Рассчитываем массовую долю чистого карбида кальция в техническом карбиде кальция:
ω(CaC2)=m(CaC2):mтехн.(CaC2)•100%=38,4 кг : 41,7 г • 100%=92,1%
Ответ: 92,1%