Номер 6, страница 107 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

6. При осуществлении сварочных работ для получения ацетилена из карбида кальция используются генераторы ацетилена, один из которых изображён на рисунке. Какой объём ацетилена ($\text{дм}^3$, н. у.) можно получить из 3 кг технического карбида кальция, содержащего 22 % примесей?

Дано:

$m_{техн.}(CaC_2) = 3 \text{ кг}$
$\omega(примесей) = 22 \%$
н. у. (нормальные условия)

$m_{техн.}(CaC_2) = 3 \text{ кг} = 3000 \text{ г}$

Найти:

$V(C_2H_2) - ?$

Решение:

1. Сначала определим массу чистого карбида кальция ($CaC_2$) в техническом образце. Массовая доля чистого вещества составляет:
$\omega(CaC_2) = 100\% - \omega(примесей) = 100\% - 22\% = 78\% = 0.78$
Теперь найдем массу чистого карбида кальция:
$m(CaC_2) = m_{техн.}(CaC_2) \times \omega(CaC_2) = 3000 \text{ г} \times 0.78 = 2340 \text{ г}$

2. Запишем уравнение реакции получения ацетилена из карбида кальция (гидролиз карбида кальция):
$CaC_2 + 2H_2O \rightarrow C_2H_2 \uparrow + Ca(OH)_2$

3. Рассчитаем молярную массу карбида кальция ($CaC_2$):
$M(CaC_2) = Ar(Ca) + 2 \times Ar(C) = 40 + 2 \times 12 = 64 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества (число моль) карбида кальция, вступившего в реакцию:
$n(CaC_2) = \frac{m(CaC_2)}{M(CaC_2)} = \frac{2340 \text{ г}}{64 \text{ г/моль}} = 36.5625 \text{ моль}$

5. По уравнению реакции, из 1 моль $CaC_2$ образуется 1 моль $C_2H_2$. Следовательно, соотношение количеств веществ равно:
$n(C_2H_2) = n(CaC_2) = 36.5625 \text{ моль}$

6. Теперь найдем объем ацетилена при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем газа при н. у. ($V_m$) равен 22.4 дм³/моль.
$V(C_2H_2) = n(C_2H_2) \times V_m = 36.5625 \text{ моль} \times 22.4 \frac{\text{дм³}}{\text{моль}} = 819 \text{ дм³}$

Ответ: из 3 кг технического карбида кальция можно получить 819 дм³ ацетилена.