Вопрос школьника
Смешали 1 моль оксида кальция, 2 моль карбида кальция и 3 моль фосфида кальция. Какой объем воды может вступить в реакцию с 16 г такой смеси? Сколько граммов гидроксида кальция при этом образуется?
Ответ от учителя
Сначала нужно записать уравнения реакций, которые могут произойти при смешивании этих веществ с водой:
CaO + H2O → Ca(OH)2
CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2
Ca3P2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2PH3
Таким образом, каждая моль CaO может реагировать с 1 молью воды, каждая моль CaC2 — с 2 молями воды, а каждая моль Ca3P2 — с 6 молями воды.
Для расчета объема воды, необходимой для реакции с 16 г смеси, нужно сначала определить массу всех веществ в смеси. Масса CaO равна молярной массе (56 г/моль) умноженной на количество молей (1 моль), масса CaC2 — (64 г/моль) * 2 моля, масса Ca3P2 — (182 г/моль) * 3 моля. Суммируя эти массы, получаем общую массу смеси: 56 г + 128 г + 546 г = 730 г.
Далее, нужно определить, сколько молей воды требуется для реакции с каждым из веществ. Для CaO это 1 моль на 1 моль CaO, для CaC2 — 2 моля на 1 моль CaC2, для Ca3P2 — 6 молей на 1 моль Ca3P2. Таким образом, общее количество молей воды, необходимое для реакции с смесью, равно:
1 моль * 1 + 2 моля * 2 + 3 моля * 6 = 23 моля
Масса 23 молей воды равна 23 моля * 18 г/моль = 414 г. Таким образом, для реакции с 16 г смеси потребуется 414 г воды.
Чтобы определить, сколько граммов гидроксида кальция образуется при реакции, нужно сначала определить, сколько молей Ca(OH)2 образуется при реакции с 23 молями воды. Из уравнений реакций видно, что каждая моль воды образует 1 моль Ca(OH)2. Таким образом, 23 моля воды образуют 23 моля Ca(OH)2.
Масса 23 молей Ca(OH)2 равна 23 моля * 74 г/моль = 1702 г. Однако, не все вещества в смеси реагируют с водой. Из уравнений реакций видно, что каждая моль CaO образует 1 моль Ca(OH)2, каждая моль CaC2 — также 1 моль Ca(OH)2, а каждая моль Ca3P2 — 3 моля Ca(OH)2. Таким образом, общее количество молей Ca(OH)2, образующихся при реакции с смесью, равно:
1 моль * 1 + 2 моля * 1 + 3 моля * 3 = 10 молей
Масса 10 молей Ca(OH)2 равна 10 молей * 74 г/моль = 740 г. Таким образом, при реакции с 16 г смеси образуется 740 г Ca(OH)2.
