Какова массовая доля карбита кальция в реакционной смеси массой 40 г, состоящей из карбита кальция и оксида кремния

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать информацию о химическом составе реакционной смеси и затем применить стехиометрические расчеты с использованием уравнения реакции.

Уравнение реакции, при которой образуется ацетилен, выглядит следующим образом:

\[
CaC_2 + SiO_2 \rightarrow CaSiO_3 + C_2H_2
\]

Согласно уравнению, одна молекула карбита кальция взаимодействует с одной молекулой оксида кремния, образуя одну молекулу ацетилена и одну молекулу кремний-кислотного кальция.

Для получения массовой доли карбита кальция в реакционной смеси, мы должны узнать, сколько граммов карбита кальция присутствует в реакционной смеси, а затем разделить его на массу всей реакционной смеси.

Для начала, давайте найдем мольную массу ацетилена (C2H2).

Атомный вес углерода (C) - 12,01 г/моль
Атомный вес водорода (H) - 1,01 г/моль

Молярная масса ацетилена составляет:
\[
(2 \times 12,01) + (2 \times 1,01) = 26,04 \, \text{г/моль}
\]

Теперь давайте рассчитаем количество молей ацетилена, образующегося при реакции, используя исходные данные:

Объем ацетилена равен 11,2 л.

Для расчета количества молей, мы должны использовать уравнение состояния идеального газа (PV=nRT), где P - давление, V - объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная и T - температура.

Однако, в нашем случае, нам неизвестно давление и температура, но мы знаем, что ацетилен образуется при обычных условиях температуры и давления, поэтому мы можем сказать, что обьем сопряжен с количеством молей ацетилена, и тем самым у нас есть следующий расчет:

Обычные условия температуры и давления (Н.у.Т): 273 К (0°C) и 1 атмосфера давления (101,325 кПа).

Теперь, давайте переведем объем ацетилена из литров в моли:

\[
n = \frac{V}{V_m}
\]

Где \(V_m\) представляет объем одной моли газа. Подставим значения в формулу и узнаем количество молей ацетилена, образующегося в реакции:

\[
n = \frac{11,2}{22,4} = 0,5 \, \text{моль}
\]

Теперь, зная количество молей ацетилена, мы можем использовать уравнение реакции для определения количества молей карбита кальция:

Согласно уравнению реакции, на одну молекулу ацетилена требуется одна молекула карбита кальция.

Таким образом, количество молей карбита кальция также равно 0,5 моль.

Далее, мы можем рассчитать массу карбита кальция, используя его молярную массу.

Молярная масса карбита кальция (CaC2) составляет:
Молярная масса кальция (Ca) - 40,08 г/моль
Молярная масса углерода (C) - 12,01 г/моль

\[
(1 \times 40,08) + (2 \times 12,01) = 64,10 \, \text{г/моль}
\]

Теперь, давайте рассчитаем массу карбита кальция в реакционной смеси:

\[
\text{Массовая доля карбита кальция} = \frac{\text{Масса карбита кальция}}{\text{Масса реакционной смеси}}
\]

Масса реакционной смеси составляет 40 г.

\[
\text{Массовая доля карбита кальция} = \frac{0,5 \, \text{моль} \times 64,10 \, \text{г/моль}}{40 \, \text{г}} = 0,8025
\]

Таким образом, массовая доля карбита кальция в реакционной смеси составляет 0,8025 или 80,25%.

Надеюсь, это решение понятно вам, и вы смогли разобраться в этой задаче. Если у вас возникли дополнительные вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать. Я всегда готов помочь!