Номер 8, страница 119 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

8. При обработке 41,7 г технического карбида кальция избытком соляной кислоты выделилось 13,44 л ацетилена (н. у.). Рассчитайте массовую долю карбида кальция в техническом образце.

Дано:

$m_{техн.} = 41,7 \text{ г}$

$V(C_2H_2) = 13,44 \text{ л}$ (н. у.)

Соляная кислота ($HCl$) в избытке

Найти:

$\omega(CaC_2) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия карбида кальция с соляной кислотой. Технический образец содержит чистый карбид кальция ($CaC_2$) и примеси, которые не реагируют с кислотой с выделением ацетилена. Так как соляная кислота находится в избытке, весь карбид кальция в образце вступает в реакцию.

$CaC_2 + 2HCl \rightarrow C_2H_2\uparrow + CaCl_2$

2. Рассчитаем количество вещества (число моль) выделившегося ацетилена ($C_2H_2$). Поскольку объем газа дан при нормальных условиях (н. у.), для расчетов используем молярный объем газа $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$.

$n(C_2H_2) = \frac{V(C_2H_2)}{V_m} = \frac{13,44 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,6 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции определим количество вещества чистого карбида кальция ($CaC_2$), которое прореагировало. Из уравнения видно, что стехиометрическое соотношение между карбидом кальция и ацетиленом составляет 1:1.

$\frac{n(CaC_2)}{1} = \frac{n(C_2H_2)}{1}$

Следовательно, $n(CaC_2) = n(C_2H_2) = 0,6 \text{ моль}$.

4. Вычислим молярную массу карбида кальция ($CaC_2$), используя атомные массы элементов из периодической таблицы (Ca = 40 г/моль, C = 12 г/моль).

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

5. Теперь найдем массу чистого карбида кальция, содержавшегося в техническом образце.

$m(CaC_2) = n(CaC_2) \cdot M(CaC_2) = 0,6 \text{ моль} \cdot 64 \text{ г/моль} = 38,4 \text{ г}$

6. Наконец, рассчитаем массовую долю ($\omega$) карбида кальция в исходном техническом образце. Массовая доля равна отношению массы чистого вещества к общей массе образца, выраженному в процентах.

$\omega(CaC_2) = \frac{m(CaC_2)}{m_{техн.}} \cdot 100\% = \frac{38,4 \text{ г}}{41,7 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 92,086\%$

Округляя результат до десятых, получаем:

$\omega(CaC_2) \approx 92,1\%$

Ответ: массовая доля карбида кальция в техническом образце составляет 92,1%.