Question

Технический карбид алюминия с массой 31,3 г, содержащей 8% примесей, обработали избытком воды. Определите выход продуктов реакции если выделилось 10,75 л (н.у) газа

Answer 1

Al4C3+12H2O=4Al(OH)3+3CH4
m(Al4C3)=m(в-ва)*w(в-ва)=31,3г*0,92=28,796 г
n(Al4C3)=m/M=28,796г/144=0,2 моль
n(CH4)=3n(Al4C3)=0,6 моль
V(CH4)=n*Vm=0.6 моль*22,4л/моль=13,44 л
η=V(практ)/V(теор)=10,75л/13,44л=0,8
80%

Answer 2

Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение реакции между техническим карбидом алюминия (Al₄C₃) и водой (H₂O):

Al₄C₃ + 12 H₂O → 4 Al(OH)₃ + 3 CH₄

Согласно уравнению реакции, каждый моль технического карбида алюминия (Al₄C₃) реагирует с 12 молями воды (H₂O), образуя 4 моля гидроксида алюминия (Al(OH)₃) и 3 моля метана (CH₄).

Чтобы определить выход продуктов реакции, необходимо определить количество молей технического карбида алюминия (Al₄C₃). Для этого воспользуемся массой и молярной массой:

Молярная масса Al₄C₃ = 4 * атомная масса алюминия (Al) + 3 * атомная масса углерода (C) = 4 * 26,98 г/моль + 3 * 12,01 г/моль = 175,89 г/моль

Количество молей Al₄C₃ = масса Al₄C₃ / молярная масса Al₄C₃ = 31,3 г / 175,89 г/моль = 0,1775 моль

Из уравнения реакции видно, что каждый моль Al₄C₃ образует 3 моля CH₄. Следовательно, количество молей CH₄ будет:

Количество молей CH₄ = 0,1775 моль Al₄C₃ * (3 моль CH₄ / 1 моль Al₄C₃) = 0,5325 моль CH₄

Объём газа, выделенного при нормальных условиях (н.у.), равен 10,75 л. При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л. Таким образом, объём газа в молях будет:

Объём газа в молях = 10,75 л / 22,4 л/моль ≈ 0,479 моль CH₄

Так как реакция происходит с избытком воды, то количество молей CH₄, которое образуется, ограничено количеством молей Al₄C₃. Меньшее из двух значений будет являться выходом продукта. В данном случае, выход продукта ограничен количеством молей CH₄, которое равно 0,479 моль