Question

После длительного хранения на воздухе чистого карбида кальция образец хранившегося вещества растворили в избытке 10-% соляной кислоты.При этом получилась смесь газов с плотностью 1.321 г/л н.у.Сколько ацетилена можно получить из 1 кг такого долго хранившегося карбида?

Answer 1

1) CaC2 + CO2 + H2O = CaCO3 + C2H2 ("выветривание" карбида кальция);

2) CaC2 + 2HCl = CaCl2 + C2H2;

3) CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O;

т.о., в соотв-и с 2) и 3), смесь газов - это C2H2+CO2 с М = 1.321*22.4 = 29.59 г/моль;

26*х+44*(1-х) = 29.59, х = 0.8 моль C2H2 и соотв-но 0.2 моль CO2, т.о. в смеси CaC2 и CaCO3 в мольном соот-и 0.8:0.2 = 4:1;

х моль CaCO3 массой 100*х г и 4*х моль CaC2 массой 256*х г, а в сумме 100*х+256*х = 1000, откуда х = 2.81 моль;

V C2H2, кот-й можно пол-ь, = 22.4*2.81*4 = 251.776 л.

Answer 2

1) CaC2 + CO2 + H2O = CaCO3 + C2H2 ("выветривание" карбида кальция);

2) CaC2 + 2HCl = CaCl2 + C2H2;

3) CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O;

т.о., в соотв-и с 2) и 3), смесь газов - это C2H2+CO2 с М = 1.321*22.4 = 29.59 г/моль;

26*х+44*(1-х) = 29.59, х = 0.8 моль C2H2 и соотв-но 0.2 моль CO2, т.о. в смеси CaC2 и CaCO3 в мольном соот-и 0.8:0.2 = 4:1;

х моль CaCO3 массой 100*х г и 4*х моль CaC2 массой 256*х г, а в сумме 100*х+256*х = 1000, откуда х = 2.81 моль;

V C2H2, кот-й можно пол-ь, = 22.4*2.81*4 = 251.776 л.

Answer 3

Уравнение реакции между карбидом кальция и соляной кислотой:

CaC2 + 2HCl -> C2H2 + CaCl2

Молярная масса CaC2 = 64 г/моль Молярная масса C2H2 = 26 г/моль

Для расчета количества полученного ацетилена нам необходимо определить количество карбида кальция, которое было использовано в реакции.

Допустим, что было использовано x граммов CaC2. Тогда количество полученного ацетилена равно:

n(C2H2) = (x г / 64 г/моль) * (1 моль C2H2 / 1 моль CaC2) * (26 г/моль)

n(C2H2) = 0.40625 * x

Для определения x мы можем использовать плотность смеси газов, полученной в реакции:

Плотность смеси газов = (масса газов) / (объем газов)

Объем газов можно рассчитать по уравнению состояния идеального газа:

PV = nRT

где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества в молях, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

Мы не знаем точную температуру, но можем считать, что она равна комнатной (около 293 К). Давление и универсальная газовая постоянная также известны:

P = 1 атм = 101325 Па R = 0.0821 латм/(мольК)

Тогда объем газов можно рассчитать как:

V = (масса газов) * (RT / P) = (масса газов) * 0.0244 л/моль

Масса газов, которую мы получили, равна массе смеси газов, выраженной через ее плотность:

масса газов = (плотность смеси газов) * (объем газов) = (1.321 г/л) * V

Таким образом, мы можем выразить количество использованного карбида кальция через массу полученных газов:

x = (масса газов) * (1 моль CaC2 / 64 г) * (1/2)

x = (1.321 г/л) * V * 0.0078125

x = 0.0001021 * V

Теперь мы можем подставить это значение x в выражение для количества полученного ацетилена:

n(C2H2) = 0.40625 * x = 0