Решение задания по химии

Question

20 граммов карбида алюминия, содер-
жащего 20% примесей, поместили в 15% раствор соляной кислоты массой 200гр.
Вычислите объем выделившегося газа, ес-
ли его выход составляет 75%

Answer 1

При проведении данного эксперимента, 20 граммов карбида алюминия, содержащего 20% примесей, были помещены в 15% раствор соляной кислоты массой 200 граммов. Дале, рассчитаем объем выделившегося газа, учитывая его выход, который составляет 75%.
 
Сначала определим количество карбида алюминия в граммах, исходя из примесей:
20% примесей составляют 20% от общего веса карбида алюминия:
20% от 20 граммов = (20/100) * 20 = 4 грамма примесей.
 
Тогда масса чистого карбида алюминия составляет:
Масса карбида алюминия - Масса примесей = 20 граммов - 4 грамма = 16 граммов.
 
Дале, рассчитаем количество молекул карбида алюминия, используя молярную массу Al4C3, которая составляет 144, 96 г/моль.
Количество молекул = Масса карбида алюминия / Молярная масса = 16 граммов / 144, 96 г/моль = 0, 1101 моль карбида алюминия.
 
С учетом молекулярного уравнения реакции:
4 Al4C3 + 12 HCl = 4 AlCl3 + 12 CH4.
 
Мы видим, что из четырех молекул карбида алюминия образуется 12 молекул метана.
Таким образом, количество молекул метана составляет:
Количество молекул метана = Количество молекул карбида алюминия * 12 = 0, 1101 моль * 12 = 1, 3212 моль метана.
 
Теперь рассчитаем массу метана, используя его молярную массу, равную 16, 04 г/моль:
Масса метана = Количество молекул метана * Молярная масса = 1, 3212 моль * 16, 04 г/моль = 21, 19 грамма метана.
 
Наконец, рассчитаем объем выделившегося газа, при условии, что его выход составляет 75% от массы метана:
Объем газа = Масса газа * 100 / Плотность газа = 21, 19 грамма * 100 / 0, 717 г/л = 2952, 68 литра газа.
 
Таким образом, после проведения данного эксперимента был выделен газ объемом, равным 2952, 68 литра.

Answer 2

Для начала найдем массу чистого карбида алюминия в исходной смеси.
 
Масса карбида алюминия = 20 г * (1 - 0. 2) = 16 г
 
Дале найдем количество моль карбида алюминия:
 
n (карбида алюминия) = масса / молярная масса = 16 г / 42 г/моль = 0. 38 моль
 
Так как выход газа составляет 75%, то количество моль выделившегося газа будет:
 
n (газа) = 0. 38 моль * 0. 75 = 0. 285 моль
 
Теперь воспользуемся уравнением реакции между карбидом алюминия и соляной кислотой:
 
Al4C3 + 12HCl - 4AlCl3 + 3CH4
 
Из уравнения видно, что каждый моль карбида алюминия даёт 3 моля метана. То есть количество моль метана будет:
 
n (метана) = n (газа) * 3 = 0. 285 моль * 3 = 0. 855 моль
 
Теперь найдем объем выделившегося газа при нормальных условиях (температура 0°C, давление 1 атм) :
 
V (газа) = n (газа) * V (мольного газа) = 0. 855 моль * 22. 4 л/моль = 19. 152 л
 
Таким образом, объем выделившегося газа составляет 19. 152 л.