Вычислите массу карбида алюминия, содержащего 2%$помассе$примесей, необходимого для получения 44,8л...

Для решения данной задачи необходимо знать, что массовая доля примесей в карбиде алюминия составляет 2%, что означает, что 98% массы карбида алюминия является чистым веществом.

Для вычисления массы карбида алюминия, необходимого для получения 44,8 л метана, следует выполнить следующие шаги:

1. Найдем количество молей метана $CH4$ в 44,8 л при нормальных условиях $н.у.$ по уравнению состава реакции: 2Al4C3 + 12H2O -> 4Al$OH$3 + 6CH4

Согласно уравнению, 6 молей метана образуются из 2 молей карбида алюминия. Следовательно, для образования 1 моля метана требуется 2/6 = 1/3 моль карбида алюминия.

Таким образом, количество молей метана равно V/22,4, где V - объем метана в литрах.

1. Найдем массу карбида алюминия, необходимую для образования найденного количества молей метана.

Масса карбида алюминия $Al4C3$ равна молярной массе $M$ умноженной на количество молей $n$ и на массовую долю чистого вещества $0,98$: m = M n 0,98

1. Рассчитаем массу карбида алюминия, учитывая молярную массу карбида алюминия $144g/mol$ и найденное количество молей карбида алюминия: m = 144 $V/22,4$ 0,98

Подставив значение V = 44,8 л, получим: m = 144 $44,8/22,4$ 0,98 = 144 2 0,98 = 282,24 г

Таким образом, масса карбида алюминия, содержащего 2% примесей, необходимого для получения 44,8 л метана, составляет 282,24 г.

Для решения задачи используем следующий план:

1. Установим химическую реакцию между карбидом алюминия и водой.
2. Рассчитаем количество молей метана.
3. Определим массу чистого карбида алюминия, необходимого для получения данного количества метана.
4. Учтем примеси в карбиде алюминия и найдем общую массу карбида.

Шаг 1: Химическая реакция Карбид алюминия $Al₄C₃$ реагирует с водой, образуя метан $CH₄$ и гидроксид алюминия $Al(OH$₃): ${\text{Al}}_4{\text{C}}_3+12{\text{H}}_2\text{O}\to 3{\text{CH}}_4+4{\text{Al(OH)}}_3$

Шаг 2: Расчет количества молей метана Объем одного моля газа при нормальных условиях $0°Cи1атм$ составляет 22,4 литра. Для 44,8 литров метана: $n=\frac{44,8\text{л}}{22,4\text{л/моль}}=2\text{моль}$

Шаг 3: Расчет массы чистого карбида алюминия Из уравнения реакции видно, что 3 моля метана образуются из 1 моля карбида алюминия. Таким образом, для получения 2 молей метана потребуется: $\text{Моль карбида алюминия}=\frac{2{\text{моль CH}}_4}{3}=\frac{2}{3}\text{моль}$

Молярная масса карбида алюминия $Al₄C₃$: Масса Al = 26,98 г/моль, масса C = 12,01 г/моль. $M({\text{Al}}_4{\text{C}}_3)=4\times 26,98+3\times 12,01=107,92+36,03=143,95\text{г/моль}$

Масса чистого карбида алюминия: $m({\text{Al}}_4{\text{C}}_3)=\frac{2}{3}\times 143,95\text{г/моль}=95,97\text{г}$

Шаг 4: Учет примесей Если в карбиде алюминия 2% примесей, то чистый карбид составляет 98% от общей массы. Пусть x - общая масса карбида с примесями, тогда: $0,98x=95,97\text{г}$ $x=\frac{95,97}{0,98}\approx 97,93\text{г}$

Таким образом, масса карбида алюминия, содержащего 2% примесей и необходимого для получения 44,8 л метана, составляет примерно 97,93 г.