Номер 9, страница 54 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

9. Сколько граммов карбида кальция необходимо для получения 4,48 л ацетилена (н. у.)?

Дано:

$V(\text{C₂H₂}) = 4,48 \text{ л}$

Условия: н. у. (нормальные условия)

Найти:

$m(\text{CaC₂}) - ?$

Решение:

1. Для решения задачи необходимо составить уравнение химической реакции получения ацетилена ($C₂H₂$) из карбида кальция ($CaC₂$). Ацетилен получают в результате гидролиза (реакции с водой) карбида кальция. Вторым продуктом реакции является гидроксид кальция ($Ca(OH)₂$).

Уравнение реакции:

$\text{CaC₂} + 2\text{H₂O} \rightarrow \text{C₂H₂} \uparrow + \text{Ca(OH)₂}$

2. Рассчитаем количество вещества (число молей) ацетилена, которое соответствует объему 4,48 л при нормальных условиях (н. у.). При н. у. молярный объем любого газа ($V_m$) равен 22,4 л/моль.

$\nu(\text{C₂H₂}) = \frac{V(\text{C₂H₂})}{V_m} = \frac{4,48 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

3. Согласно уравнению реакции, из 1 моль карбида кальция образуется 1 моль ацетилена. Стехиометрическое соотношение $\nu(\text{CaC₂}) : \nu(\text{C₂H₂})$ составляет 1:1.

$\frac{\nu(\text{CaC₂})}{1} = \frac{\nu(\text{C₂H₂})}{1}$

Следовательно, для получения 0,2 моль ацетилена потребуется такое же количество вещества карбида кальция:

$\nu(\text{CaC₂}) = \nu(\text{C₂H₂}) = 0,2 \text{ моль}$

4. Вычислим молярную массу карбида кальция ($M(\text{CaC₂})$), используя периодическую таблицу химических элементов. Относительная атомная масса кальция $Ar(\text{Ca}) \approx 40$ а.е.м., а углерода $Ar(\text{C}) \approx 12$ а.е.м.

$M(\text{CaC₂}) = Ar(\text{Ca}) + 2 \cdot Ar(\text{C}) = 40 + 2 \cdot 12 = 40 + 24 = 64 \text{ г/моль}$

5. Зная количество вещества и молярную массу карбида кальция, найдем его массу ($m$).

$m(\text{CaC₂}) = \nu(\text{CaC₂}) \cdot M(\text{CaC₂}) = 0,2 \text{ моль} \cdot 64 \text{ г/моль} = 12,8 \text{ г}$

Ответ: для получения 4,48 л ацетилена (н. у.) необходимо 12,8 граммов карбида кальция.