Номер 4, страница 71 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 4. Вычислите объем ацетилена (н. у.), который был получен из 500 г карбида кальция, содержащего 10% примесей, если выход полученного ацетилена составил 75% от теоретически возможного.

Ответ: 118,1 л.

Дано:

Масса технического карбида кальция $m_{техн}(CaC_2) = 500$ г

Массовая доля примесей $\omega_{прим.} = 10\%$

Практический выход ацетилена $\eta = 75\%$

Найти:

Практический объем ацетилена $V_{практ.}(C_2H_2) - ?$

Решение:

1. Напишем уравнение реакции получения ацетилена путем гидролиза карбида кальция:

$CaC_2 + 2H_2o \rightarrow C_2H_2\uparrow + Ca(OH)_2$

2. Определим массу чистого карбида кальция ($CaC_2$), содержащегося в техническом образце. Массовая доля чистого вещества составляет:

$\omega(CaC_2) = 100\% - \omega_{прим.} = 100\% - 10\% = 90\%$ или $0.9$.

Масса чистого карбида кальция:

$m(CaC_2) = m_{техн}(CaC_2) \cdot \omega(CaC_2) = 500 \text{ г} \cdot 0.9 = 450 \text{ г}$.

3. Рассчитаем молярную массу карбида кальция:

$M(CaC_2) = 40 + 2 \cdot 12 = 64 \text{ г/моль}$.

4. Найдем количество вещества карбида кальция, вступившего в реакцию:

$n(CaC_2) = \frac{m(CaC_2)}{M(CaC_2)} = \frac{450 \text{ г}}{64 \text{ г/моль}} \approx 7.03125 \text{ моль}$.

5. По уравнению реакции, из 1 моль $CaC_2$ образуется 1 моль $C_2H_2$. Следовательно, теоретически возможное количество вещества ацетилена равно количеству вещества карбида кальция:

$n_{теор.}(C_2H_2) = n(CaC_2) \approx 7.03125 \text{ моль}$.

6. Вычислим теоретически возможный объем ацетилена при нормальных условиях (н.у.), зная, что молярный объем газа $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$:

$V_{теор.}(C_2H_2) = n_{теор.}(C_2H_2) \cdot V_m = 7.03125 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 157.5 \text{ л}$.

7. Рассчитаем практический объем полученного ацетилена с учетом выхода реакции, который составляет 75% (или 0.75):

$V_{практ.}(C_2H_2) = V_{теор.}(C_2H_2) \cdot \eta = 157.5 \text{ л} \cdot 0.75 = 118.125 \text{ л}$.

Округляя до десятых, получаем $118.1$ л.

Ответ: объем полученного ацетилена составляет $118.1$ л.