Смесь кальция и углерода массой 26 г выдержали пи высокой температуре в течении длительного времени, охладили до комнатной температуры и обработали разбавленной соляной кислоты. определите объем выделившегося при этом газа, если масса нерастворившегося остатка составила 10 г. выходы по всем реакциям считать количественный.
Затем найдем количество карбида кальция (CaC2), который образуется при выдерживании смеси кальция и углерода при высокой температуре: Ca + C -> CaC2 n(CaC2) = min(n(Ca), n(C)/2) = min((26 - 12n(C)) / 40, n(C)/2)
Затем найдем количество выделившегося при обработке соляной кислотой газа (углекислого газа CO2), зная, что при реакции карбида кальция с соляной кислотой образуется углекислый газ и осадок: CaC2 + 2HCl -> CaCl2 + C2H2 CaC2 + 4HCl -> CaCl2 + C2 + 2H2O
Масса углерода в углекислом газе: m(CO2) = 12 + 16*2 = 44 г/моль n(CO2) = m(CO2) / 44
Так как в реакции карбида кальция соляной кислотой углерод выделяется в виде газа, то его количество равно количеству углерода в карбиде кальция: n(C2) = n(CaC2)
Объем газа можно найти по формуле идеального газа: V = n(CO2) * 22.4 л/моль
Теперь можно подставить полученные значения и рассчитать объем выделившегося при этом газа.
Сначала рассчитаем количество углерода и кальция в исходной смеси:
m(Ca) + m(C) = 26 г
m(Ca) = 40 г/моль
m(C) = 12 г/моль
40n(Ca) + 12n(C) = 26 г
40n(Ca) = 26 - 12n(C)
n(Ca) = (26 - 12n(C)) / 40
Затем найдем количество карбида кальция (CaC2), который образуется при выдерживании смеси кальция и углерода при высокой температуре:
Ca + C -> CaC2
n(CaC2) = min(n(Ca), n(C)/2) = min((26 - 12n(C)) / 40, n(C)/2)
Масса карбида кальция:
m(CaC2) = 402 + 122 = 100 г/моль
m(CaC2) = n(CaC2) * 100
Затем найдем количество выделившегося при обработке соляной кислотой газа (углекислого газа CO2), зная, что при реакции карбида кальция с соляной кислотой образуется углекислый газ и осадок:
CaC2 + 2HCl -> CaCl2 + C2H2
CaC2 + 4HCl -> CaCl2 + C2 + 2H2O
Масса углерода в углекислом газе:
m(CO2) = 12 + 16*2 = 44 г/моль
n(CO2) = m(CO2) / 44
Так как в реакции карбида кальция соляной кислотой углерод выделяется в виде газа, то его количество равно количеству углерода в карбиде кальция:
n(C2) = n(CaC2)
Объем газа можно найти по формуле идеального газа:
V = n(CO2) * 22.4 л/моль
Теперь можно подставить полученные значения и рассчитать объем выделившегося при этом газа.