Для решения данной задачи нам необходимо воспользоваться знаниями о молярных массах веществ и принципах сохранения массы в химических реакциях.
Шаг 1: Найти мольные массы веществ, указанных в задаче.
- Молярная масса кальция (Ca) составляет примерно 40 г/моль.
- Молярная масса оксида кальция (CaO) равна около 56 г/моль.
- Молярная масса соляной кислоты (HCl) равна примерно 36.5 г/моль.
Шаг 2: Рассчитать количество молей кальция, сгоревшего в кислороде.
Ученик сжег 10 г кальция, и мы можем вычислить количество молей этого вещества, используя его мольную массу.
Масса = Количество молей × Молярная масса
Количество молей = Масса / Молярная масса
Количество молей кальция = 10 г / 40 г/моль = 0.25 моль
Шаг 3: Рассчитать массу полученного оксида кальция.
Зная количество молей кальция, мы можем рассчитать массу оксида кальция, используя его мольную массу.
Масса = Количество молей × Молярная масса
Масса оксида кальция = 0.25 моль × 56 г/моль = 14 г
Шаг 4: Рассчитать массу полученного продукта в реакции с соляной кислотой.
Ученик растворил оксид кальция в соляной кислоте. Реакция происходит по следующему уравнению:
CaO + 2HCl -> CaCl2 + H2O
Из уравнения видно, что 1 моль оксида кальция (CaO) реагирует с 2 молями соляной кислоты (HCl). Так как у нас есть 0.25 моль оксида кальция, значит нам понадобится двукратное количество соляной кислоты.
Количество молей HCl = 0.25 моль × 2 = 0.5 моль
Теперь мы можем рассчитать массу полученного продукта (хлорида кальция) по аналогии с предыдущими шагами:
Масса = Количество молей × Молярная масса
Масса хлорида кальция = 0.5 моль × 110.98 г/моль = 55.49 г
Итак, масса полученного продукта каждой реакции составляет:
- Оксид кальция: 14 г
- Хлорид кальция: 55.49 г
Надеюсь, это подробное объяснение помогло вам понять, как решить данную задачу. Если у вас возникнут дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать их.
Согласно предложенной схеме, у нас есть четыре варианта реакций с метаном (СН4), которые приводят к различным продуктам. Нам нужно определить, какое важнейшее применение природного газа в промышленности отражает данная схема.
Давайте рассмотрим каждую из реакций поочередно:
1) СН4 → СН3CI → C2H6
В этой реакции метан (СН4) реагирует с хлоридом водорода (HCl), что приводит к образованию хлорметана (СH3Сl), а затем хлорметан реагирует с гидридом натрия (NaH), образуя этан (С2Н6).
Обоснование: Хлорметан очень важен в промышленности как химическое сырье для производства пестицидов, спиртов, а также для синтеза других химических соединений. Этан, в свою очередь, является главным компонентом природного газа и используется в промышленности для производства пластиков, резин и других полимерных материалов.
2) СН4 → C2H2
В данной реакции метан (СН4) претерпевает депротонирование и реагирует с водой, образуя ацетилен (С2H2).
Обоснование: Ацетилен имеет множество применений в промышленности. Он используется для сварки и резки металлов, а также в производстве некоторых химических соединений, таких как пластиковые полимеры и органические растворители.
3) СН4 → C2H2 → C2H6
В данной реакции метан (СН4) претерпевает депротонирование и превращается в ацетилен (С2H2), а затем ацетилен претерпевает сатурацию и образует этан (С2H6).
Обоснование: Как уже упоминалось ранее, ацетилен и этан имеют важное значение в промышленности. Ацетилен используется для сварки и резки металлов, а этан используется в производстве пластиков, резин и других полимерных материалов.
4) СН4 → С
В данной реакции метан (СН4) образует углерод (С).
Обоснование: Углерод имеет множество применений в различных отраслях промышленности. Он используется в производстве стали и других металлургических материалов, а также для производства активированного угля, который широко применяется в очистке воды и газов.
Итак, с учетом вышеприведенных объяснений, можно сделать вывод о том, что важнейшее применение природного газа в промышленности отражает схема 1 СН4 → СН3CI → C2H6. Эта схема демонстрирует, как метан (природный газ) превращается в хлорметан и далее в этан, который широко используется в производстве пластиков, резин и других полимерных материалов, что делает данный процесс ключевым в промышленности.
NaOH + HCl = NaCl + H2O
n (NaOH) = 15г / 40 г/моль = 0,375
n (HCl) = 13г / 36,5 г/моль = 0,356
Соляная кислота находится в небольшом недостатке, считаем по ней.
n (NaCl) = n (HCl) = 0,356 моль
n (NaCl) = 0,356 моль × 58,5 г/моль = 20,8 грамм