Question

Карбид алюминия массой 180 грамм, содержащий 20% примесей, растворили в серной кислоте. Выделившийся газ смешали с хлором, объемом 112 л. Вычислите объем (в литрах) получившегося хлороводорода, если выход в обоих процессах (растворение и монохлорирование) составляет 60% по массе. (Запишите число с точностью до тысячных)

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Карбид алюминия массой 180 грамм, содержащий 20% примесей, растворили в серной кислоте. Выделившийся газ смешали с хлором, объемом 112 л. Вычислите объем (в литрах) получившегося хлороводорода, если выход в обоих процессах (растворение и монохлорирование) составляет 60% по массе. (Запишите число с точностью до тысячных)

 Молярная  масса  Аl₄C₃  равна  144 г/моль.   Масса  чистого  карбида  алюминия  равна  180 г  × 0,8 = 144 г.

1 моль                                                     3 моль

Аl₄C₃  +   6H₂SO₄   =   2Al₂(SO₄)₃   +   3CH₄  

Выход метана  по  массе   60%  составляет  1,8  моль  

1,8 моль      5 моль     1,8 моль     1.8  моль

СН₄     +    Сl2     =    СН3Сl       +    HCl

Выход   хлороводорода  по  массе   60%  составляет  1,08  моль  

V(HCl)  =   22,4 л/моль × 1,08  моль =  24,192 литра.  

Answer 2

Давайте разберемся с этой задачей пошагово:

1. Начнем с расчета массы чистого алюминия в исходном карбиде алюминия:

   Масса карбида алюминия = 180 г Процент чистого алюминия = 100% - 20% (примеси) = 80% Масса чистого алюминия = 0.8 * 180 г = 144 г

2. Теперь давайте определим количество молей чистого алюминия (Al) в массе 144 г:

   Молярная масса алюминия (Al) ≈ 27 г/моль Количество молей Al = Масса Al / Молярная масса Al = 144 г / 27 г/моль ≈ 5.333 моль

3. В реакции между карбидом алюминия и серной кислотой образуется метан (CH4) и алюминийсульфат (Al2(SO4)3):

   Al4C3 + 12 H2SO4 → 3 CH4 + 4 Al2(SO4)3

   Из уравнения видно, что 4 молекулы карбида алюминия дают 3 молекулы метана. Таким образом, 5.333 моль карбида алюминия (с округлением до ближайшего целого числа) будут давать:

   Количество молекул метана = (5.333 моль * 3 молекулы) / 4 = 3.999 моль

4. Теперь рассмотрим молекулярное уравнение монохлорирования метана (CH4) хлором (Cl2):

   CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl

   Здесь видно, что каждая молекула метана даёт одну молекулу хлороводорода (HCl).

   Таким образом, количество молекул хлороводорода (HCl) равно 3.999 моль (с округлением до ближайшего целого числа).

5. Теперь нужно перевести количество молекул хлороводорода (HCl) в объем, используя идеальное газовое уравнение:

   PV = nRT

   Где: P - давление (атмосферы), V - объем (литры), n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная (0.08206 л·атм/моль·К), T - температура (К).

   Предположим, что условия эксперимента стандартные (температура 0°C или 273.15 К, давление 1 атмосфера).

   Таким образом: V = nRT / P V = (3.999 моль * 0.08206 л·атм/моль·К * 273.15 К) / 1 атмосфера

   V ≈ 89.152 л

Итак, получившийся объем хлороводорода составляет приблизительно 89.152 литра (с округлением до тысячных).