Вычислите массу карбида алюминия, содержащего 2%(по массе)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 (144 g/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} \rightarrow 3\text{CH}_4 + 4\text{Al(OH)}_3 ]

Шаг 2: Расчет количества молей метана Объем одного моля газа при нормальных условиях (0 °C и 1 атм) 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.