Question

Карбид алюминия массой 400 г, содержащий 10 % примесей, используется для получения метана. Определите объем (н.у.) метана, полученного при этом

Answer 1

Al4C3+12HCl=3CH4+4AlCl3

Масса чистого карбида алюминия m=400-400*0.1=360 г

Молярная масса карбида алюминия M(Al4C3)=144 г/моль

Количество вещества карбида алюминия n(Al4C3)=m(Al4C3)/M(Al4C3)=360/144=2.5 моль

Из уравнения реакции видно, что при взаимодействии 1 моль карбида алюминия образуется 3 моль метана. Тогда, n(CH4)=2.5*3=7.5 моль

Объем полученного метана составит V(CH4)=n(CH4)*Vm=7.5*22.4=168 л

Ответ: 168 л

Answer 2

Для расчета объема метана, полученного из карбида алюминия, необходимо использовать реакцию его с водой:

Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4

Из уравнения реакции видно, что на каждые 4 моль Al4C3 образуется 3 моля CH4. Также известно, что массовая доля Al4C3 в карбиде алюминия составляет 90% (100% - 10% примесей).

Найдем мольную массу Al4C3:

M(Al4C3) = 4M(Al) + 3M(C) = 426.98 + 312.01 = 144.02 г/моль

Тогда масса Al4C3 в чистом карбиде алюминия составляет:

0.9 * 400 г = 360 г

Количество молей Al4C3:

n(Al4C3) = m/M = 360 г / 144.02 г/моль = 2.5 моль

Количество метана, образующегося при реакции:

n(CH4) = 3/4 * n(Al4C3) = 3/4 * 2.5 моль = 1.875 моль

Объем метана при нормальных условиях (0°C и 1 атм):

V = n * Vm = 1.875 моль * 22.4 л/моль = 42 л

Таким образом, при реакции карбида алюминия массой 400 г, содержащего 10% примесей, образуется 42 л метана при нормальных условиях.