Question

Помогите решить задачу по химии. Смесь карбида алюминия и карбида кальция, в которой массовая доля атомов углерода равна 30%, полностью растворили в 547,5 г соляной кислоты. При этом соляная кислота прореагировала без остатка. К образовавшемуся раствору добавили 1260 г 8%-ного раствора гидрокарбоната натрия до полного завершения реакции. Вычислите массовую долю кислоты в растворе, в котором растворили исходную смесь. Ответ должен получиться 8% если идут все 4 реакции. Знаю, как решать задачу, но только, если идут 3 реакции

Answer 1

Ответ:

8.2%

Объяснение:

Запишем все уравнения реакций:

(1)  CaC₂ + 2HCl = CaCl₂ + C₂H₂

(2)  Al₄C₃ + 12HCl = 4AlCl₃ + 3CH₄

(3)  AlCl₃ + 3NaHCO₃ = 3NaCl + Al(OH)₃ + 3CO₂

Найдем массу гидрокарбоната натрия:

m(NaHCO₃) = 1260 г * 0,08% = 100,8 г

Кол-во вещества этой соли:
n(NaHCO₃) = 100,8 г / 84 г/моль = 1,2 моль

Из ур-я (3):

n(AlCl₃) = 1/3 n(NaHCO₃) = 0,4 моль

Из ур-я (2)

n(Al₄C₃) = 1/4 n(AlCl₃) = 0,1 моль

m(Al₄C₃) = 0,1 моль * 144 г/моль = 14,4 г

Далее рассуждаем так:

Пусть n(CaC₂) = x моль

Тогда n₁(C) = 2x моль

В карбиде алюминия n₂(C) = 0,3 моль

Тогда m₁(C) = 2x моль * 12 г/моль = 24x г

m₂(C) = 0,3 моль * 12 г/моль = 3,6 г

Масса карбида кальция: m(CaC₂) = x моль * 64 г/моль = 64x г

И получаем уравнение

(24x + 3,6) / (64x + 14,4 г) = 0,3

24x + 3,6 = 19,2 x + 4,32

4,8x = 0.72

x = 0.015 моль = n(CaC₂)

На основании этих данных находим общее количество вещества соляной кислоты:

n₁(HCl) = 2n(CaC₂) = 0.03 моль

n₂(HCl) = 12n(Al₄C₃) = 1,2 моль

n(HCl) = 1.23 моль

m(HCl) = 36.5 г/моль * 1.23 моль = 44,895 г

w(HCl) = 44.895 г / 547.5 г = 0.082 = 8.2%

p.s.

если под 4-й реакцией подразумевалась реакция между гидрокарбонатом натрия и хлоридом кальция, то она не пойдет, потому что в результате обмена снова образуются две растворимые соли (гидрокарбонат кальция и хлорид натрия)

Answer 2

Дано: - Массовая доля атомов углерода в смеси карбида алюминия и карбида кальция равна 30% - Масса соляной кислоты, в которой полностью растворили смесь, равна 547,5 г - Масса 8%-ного раствора гидрокарбоната натрия, добавленного к образовавшемуся раствору, равна 1260 г

Мы хотим вычислить массовую долю кислоты в исходном растворе.

При реакции соляной кислоты с карбидами алюминия и кальция образуется метан (CH4) и уксусная кислота (CH3COOH). Реакции протекают следующим образом:

1) Al4C3 + 12HCl → 4AlCl3 + 3CH4 2) CaC2 + 2HCl → CaCl2 + C2H2 3) CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O 4) C2H2 + 2H2O → CH3COOH

Для начала, найдем количество молей углерода в смеси карбида алюминия и карбида кальция.

Пусть масса смеси карбида алюминия и карбида кальция равна m г. Тогда масса углерода в смеси равна 0.3m г (так как массовая доля углерода равна 30%).

Молярная масса алюминия (Al) = 26.98 г/моль Молярная масса углерода (C) = 12.01 г/моль Молярная масса кальция (Ca) = 40.08 г/моль

Масса карбида алюминия (Al4C3) = 4*26.98 + 3*12.01 = 144.34 г/моль Масса карбида кальция (