Смесь двух алканов, являющихся ближайшими гомологами, имеет относительную плотность по водороду 16,4. Порцию смеси массой 8,2 г полностью сожгли, а образовавшийся углекислый газ пропустили через известковое молоко, полученное тщательным перемешиванием 11,1 г гашеной извести и 300 г воды. Рассчитайте массовую долю соли в образовавшемся растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).
💡 Пошаговый разбор и решение:
1. Определим состав газовой смеси в молях.
Средняя молярная масса смеси:
$\it M_смеси=\it M\rm_H_2 \cdot \it D\rm_H_2$
$\it M_смеси\rm= 2 \cdot 16,4 = 32,8г/моль$
Известно, что исходная смесь — смесь двух алканов-гомологов. Из ближайших гомологов такую молярную массу может иметь только смесь этана и пропана.
Количество моль смеси:
$\it \nu\rm_смеси = $\frac{\it m_смеси}{\it M_смеси}$ = $\frac{8,2}{32,8}$ = 0,25 моль$
Пусть $\nu\rm ( C_2H_6 ) = \it x моль$ тогда $\nu\rm ( C_3H_8 ) = 0,25 - \it x моль:$
$30 \cdot x + 44 \cdot ( 0,25 - x ) = 8,2$
$x = 0,2моль$
Состав смеси: 0,2 моль $\ChemFormC_2H_6$ и 0,05 моль $\ChemFormC_3H_8$
2. Запишем уравнения реакций горения алканов и реакцию с гашеной известью (гидроксидом кальция):
$\ChemForm2C_2H_6 + 7O_2 = 4CO_2 + 6H_2O ( 1 )$
$\ChemFormC_3H_8 + 5O_2 = 3CO_2 + 4H_2O ( 2 )$
$\ChemFormCa ( OH ) _2 + 2CO_2 = Ca ( HCO_3 ) _2 ( 3 )$
3. Количество выделившегося $\ChemFormCO_2$ в результате горения смеси алканов:
$\it \nu\rm ( CO_2 ) = 2 \cdot \it \nu\rm ( C_2H_6 ) + 3 \cdot \it \nu\rm ( C_3H_8 ) = 0,55моль$
Количество гидроксида кальция в исходном растворе:
$\it \nu\rm ( Ca ( OH ) _2 ) = $\frac{11,1}{74}$ = 0,15моль$
Гидроксид кальция находится в недостатке, поэтому в реакции образовался гидрокарбонат кальция. Получается, что в реакцию 3 вступило 0,15 моль гидроксида кальция и 0,55 моль углекислого газа. Рассчитаем массовую долю гидрокарбоната кальция:
$\it \omega\rm ( Ca ( HCO_3 ) _2 ) = $\frac{\it m\rm ( Ca ( HCO_3 ) _2 )}{\it m\rm ( раствора )}$ = \frac{\it m\rm ( Ca ( HCO_3 ) _2 )}{\it m\rm ( CaOH_2 ) + \it m_прореаг\rm ( CO_2 ) + \it m\rm ( H_2O )}$ $\it \omega\rm ( Ca ( HCO_3 ) _2 ) = $\frac{\it m\rm ( Ca ( HCO_3 ) _2 )}{\it m\rm ( раствора )}$ =$
$= \frac{\it m\rm ( Ca ( HCO_3 ) _2 )}{\it m\rm ( CaOH_2 ) + \it m_прореаг\rm ( CO_2 ) + \it m\rm ( H_2O )}$
$\it \omega\rm ( Ca ( HCO_3 ) _2 ) = $\frac{0,15 \cdot 162}{11,1 + 0,15 \cdot 44 \cdot 2 + 300}$ = 0,0749 или 7,49 \%$
Средняя молярная масса смеси:
$\it M_смеси=\it M\rm_H_2 \cdot \it D\rm_H_2$
$\it M_смеси\rm= 2 \cdot 16,4 = 32,8г/моль$
Известно, что исходная смесь — смесь двух алканов-гомологов. Из ближайших гомологов такую молярную массу может иметь только смесь этана и пропана.
Количество моль смеси:
$\it \nu\rm_смеси = $\frac{\it m_смеси}{\it M_смеси}$ = $\frac{8,2}{32,8}$ = 0,25 моль$
Пусть $\nu\rm ( C_2H_6 ) = \it x моль$ тогда $\nu\rm ( C_3H_8 ) = 0,25 - \it x моль:$
$30 \cdot x + 44 \cdot ( 0,25 - x ) = 8,2$
$x = 0,2моль$
Состав смеси: 0,2 моль $\ChemFormC_2H_6$ и 0,05 моль $\ChemFormC_3H_8$
2. Запишем уравнения реакций горения алканов и реакцию с гашеной известью (гидроксидом кальция):
$\ChemForm2C_2H_6 + 7O_2 = 4CO_2 + 6H_2O ( 1 )$
$\ChemFormC_3H_8 + 5O_2 = 3CO_2 + 4H_2O ( 2 )$
$\ChemFormCa ( OH ) _2 + 2CO_2 = Ca ( HCO_3 ) _2 ( 3 )$
3. Количество выделившегося $\ChemFormCO_2$ в результате горения смеси алканов:
$\it \nu\rm ( CO_2 ) = 2 \cdot \it \nu\rm ( C_2H_6 ) + 3 \cdot \it \nu\rm ( C_3H_8 ) = 0,55моль$
Количество гидроксида кальция в исходном растворе:
$\it \nu\rm ( Ca ( OH ) _2 ) = $\frac{11,1}{74}$ = 0,15моль$
Гидроксид кальция находится в недостатке, поэтому в реакции образовался гидрокарбонат кальция. Получается, что в реакцию 3 вступило 0,15 моль гидроксида кальция и 0,55 моль углекислого газа. Рассчитаем массовую долю гидрокарбоната кальция:
$\it \omega\rm ( Ca ( HCO_3 ) _2 ) = $\frac{\it m\rm ( Ca ( HCO_3 ) _2 )}{\it m\rm ( раствора )}$ = \frac{\it m\rm ( Ca ( HCO_3 ) _2 )}{\it m\rm ( CaOH_2 ) + \it m_прореаг\rm ( CO_2 ) + \it m\rm ( H_2O )}$ $\it \omega\rm ( Ca ( HCO_3 ) _2 ) = $\frac{\it m\rm ( Ca ( HCO_3 ) _2 )}{\it m\rm ( раствора )}$ =$
$= \frac{\it m\rm ( Ca ( HCO_3 ) _2 )}{\it m\rm ( CaOH_2 ) + \it m_прореаг\rm ( CO_2 ) + \it m\rm ( H_2O )}$
$\it \omega\rm ( Ca ( HCO_3 ) _2 ) = $\frac{0,15 \cdot 162}{11,1 + 0,15 \cdot 44 \cdot 2 + 300}$ = 0,0749 или 7,49 \%$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 120411 • Задание №15
Установите соответствие между реагирующими веществами и основным продуктом реакции. К каждой позиции, обозначе...
ID 119567 • Задание №12
Из предложенного перечня выберите все вещества, с которыми реагирует уксусная кислота:
1. $\ChemFormC_2H_5O...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит все названные выше элементы | 4
В ответе допущена ошибка в одном из названных выше элементов | 3
В ответе допущены ошибки в двух из названных выше элементов | 2
В ответе допущены ошибки в трех из названных выше элементов | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 4
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит все названные выше элементы | 4
В ответе допущена ошибка в одном из названных выше элементов | 3
В ответе допущены ошибки в двух из названных выше элементов | 2
В ответе допущены ошибки в трех из названных выше элементов | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 4
🔗 Другие задания линии №34 по предмету Химия:
ID 126200
При нагревании образца карбоната кальция часть вещества разложилась. При этом выделилось 4,48 л...
ID 126201
Навеску гидрокарбоната натрия прокаливали в течение непродолжительного времени и получили тверд...
ID 126202
Навеску основного карбоната меди прокаливали в течение непродолжительного времени и получили тв...
ID 126203
Навеску технического карбоната кальция массой 8,00 г растворили в избытке соляной кислоты. К по...
ID 126204
Железную проволоку массой 0,295 г растворили при нагревании в избытке разбавленной азотной кисл...