Химия
8 класс
Вопрос
Смесь кальция и алюминия (молярное отношение металлов в смеси 2 : 3) прокалили с избытком углерода без доступа воздуха. Полученную смесь продуктов обработали водой. Выделившиеся газы пропустили через склянку с бромной водой. Масса склянки увеличилась на 2,6 г. Определите массу исходной смеси.
Ответ
При прокаливании с углеродом без доступа воздуха (отсутствие кислорода) образуются только карбиды металлов, при обработке которых водой получаются метан и ацетилен. При пропускании этих газов через бромную воду с бромом реагирует только ацетилен, поэтому масса склянки увеличилась на массу ацетилена. Напишем уравнения реакций:
$Ca + 2C \overset{t}{=} CaC_{2}$;
$4Al + 3C \overset{t}{=} Al_{4}C_{3}$;
$CaC_{2} + 2H_{2}O = Ca(OH)_{2} \uparrow + C_{2}H_{2} \uparrow$;
$Al_{4}C_{3} + 12H_{2}O = 4Al(OH)_{3} + 3CH_{4} \uparrow$
$C_{2}H_{2} + 2Br_{2} \rightarrow C_{2}H_{2}Br_{4}$.
Найдем массу кальция:
$n(C_{2}H_{2}) = \frac{2,6 г}{26 г/моль} = 0,1 моль$;
$n(Ca) = n(CaC_{2}) = n(C_{2}H_{2}) = 0,1 моль$;
$m(Ca) = 0,1 моль \cdot 40 г/моль = 4 г$.
Найдем массу алюминия.
По условию $n(Ca) : n(Al) = 2 : 3$, следовательно,
$n(Al) = \frac{3n(Ca)}{2}; n(Al) = \frac{3 \cdot 0,1 моль}{2} = 0,15 моль$;
$m(Al) = 0,15 моль \cdot 27 г/моль = 4,05 г$.
Вычислим массу смеси:
$m(см.) = m(Ca) + m(Al)$;
$m(см.) = 4 г + 4,05 г = 8,05 г$.
Ответ: $m(см.) = 8,05 г$.