Question

Карбид алюминия массой 18 г, содержащий 20 % примесей, используется для получения метана. Определите объем (н.у.) метана, полученного при этом

Answer 1

Дано:
m'(Al4C3)= 18 г
ω(прим)=20% или 0,2
Найти:
V(CH4)-?
Решение.
m(Al4C3)= m'(Al4C3)-ω(прим)*m'(Al4C3)
m(Al4C3) = 18 г - 0,2*18 г = 14,4 г
M(Al4C3) = 144 г/моль
n(Al4C3) = m/M
n(Al4C3) = 14.4 г/144 г/моль = 0,1 моль
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3↓ + 3CH4↑
Из УХР следует, что n(CH4) = 3n(Al4C3)
n(CH4) = 3*0,1 моль = 0,3 моль
V(CH4) = n(CH4)*Vm
V(CH4) = 0,3 моль*22,4 л/моль = 6,72 л
Ответ: 6,72 л

Answer 2

1) Al₄C₃ + 12H₂O = 4Al(OH)₃ + 3CH₄
2) n(Al₄C₃)=(18×0.8)/144=0.1 моль
3) n(CH₄)=3×n(Al₄C₃)=0.3 моль
4) V(CH₄)=0.3моль × 22.4 л/моль =  6.72л

Answer 3

Для определения объема метана, полученного из карбида алюминия, нужно учесть его массу и содержание примесей.

Масса карбида алюминия без примесей можно рассчитать, учитывая, что содержание примесей составляет 20%:

Масса карбида алюминия без примесей = Масса карбида алюминия - (Содержание примесей × Масса карбида алюминия) = 18 г - (0.20 × 18 г) = 18 г - 3.6 г = 14.4 г

Масса карбида алюминия без примесей равна 14.4 г.

Затем нужно знать, что метан образуется в соотношении 1:1 с карбидом алюминия. То есть каждый грамм карбида алюминия без примесей даст 1 грамм метана.

Теперь мы можем перевести массу метана в его объем в нормальных условиях (н.у.). При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль любого газа занимает объем около 22.4 литра.

Масса метана = Масса карбида алюминия без примесей = 14.4 г

Молярная масса метана (CH4) = 12 г/моль (масса атома углерода) + 4 × 1 г/моль (масса атомов водорода) = 12 г/моль + 4 г/моль = 16 г/моль

Количество молей метана = Масса метана / Молярная масса метана = 14.4 г / 16 г/моль = 0.9 моль

Объем метана в нормальных условиях = Количество молей метана × Объем 1 моля газа в нормальных условиях = 0.9 моль × 22.4 л/моль = 20.16 л

Таким образом, при использовании 18 г карбида алюминия массой 20%, объем метана, полученного при этом в нормальных условиях, составляет примерно 20.16 литра.