дано:
- масса образца = 40,0 г,
- соединения: CaC2 (карбид кальция) и Al4C3 (карбид алюминия) в равных химических количествах.
найти: объём газа, выделяющегося при реакции с водой.
решение:
1. Определим количество каждого карбида в образце.
Пусть x - масса одного из карбидов (CaC2 или Al4C3).
Поскольку они содержатся в равных химических количествах, то масса другого карбида также будет x.
Тогда 2x = 40,0 г, следовательно, x = 20,0 г.
2. Найдем количество молей каждого карбида.
- Молярная масса CaC2 = 40 + 2*12 = 64 г/моль.
Количество молей CaC2 = 20,0 г / 64 г/моль = 0,3125 моль.
- Молярная масса Al4C3 = 4*27 + 3*12 = 108 + 36 = 144 г/моль.
Количество молей Al4C3 = 20,0 г / 144 г/моль = 0,1389 моль.
3. Рассмотрим реакции этих карбидов с водой:
- Для CaC2:
CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H4
Из уравнения видно, что на 1 моль CaC2 выделяется 1 моль C2H4.
- Для Al4C3:
Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4
Из уравнения видно, что на 1 моль Al4C3 выделяется 3 моль CH4.
4. Теперь найдем общее количество газа, который выделится:
- Объём этилена (C2H4) от CaC2:
Количество молей C2H4 = 0,3125 моль.
- Объём метана (CH4) от Al4C3:
Количество молей CH4 = 3 * 0,1389 моль = 0,4167 моль.
5. Общее количество молей газа = 0,3125 моль + 0,4167 моль = 0,7292 моль.
6. Рассчитаем объём газа при нормальных условиях (н. у.):
Объём газа = количество молей газа * 22,4 л/моль
Объём газа = 0,7292 моль * 22,4 л/моль = 16,33 л.
ответ: при обработке образца массой 40,0 г водой выделится примерно 16,33 л газа (н. у.).