реши все задачи с прокисанием дано и решением
Сверь числа и знаки с фото.
[36] Вычислите массу (в г) технического бензола, содержащего 6,4% толуола в качестве примесей, который потребуется для получения 61,5 мл нитробензола (ρ = 1,2 г/мл). В ответ запишите целое число. [37] При растворении 15 г технического карбида кальция в воде получено 4,48 л (при н.у.) газа. Вычислите массовую долю примесей в исходном образце карбида. Ответ запишите в процентах и округлите до десятых. [38] Вычислите объем воздуха (н.у.), который был затрачен на сжигание пропан-бутановой смеси объемом 110 л (н.у.), в котором объемная доля пропана составляет 9,09%. Объемная доля кислорода в составе воздуха равна 21%. Ответ запишите в литрах и округлите до целых. [39] Определите объемную долю углекислого газа в природном газе, если после пропускания 16 л (н.у.) этого газа через избыток раствора гидроксида кальция образовалось 1000 мг осадка. Ответ запишите в процентах с точностью до десятых. [40] Образец гидроксида калия массой 30 г, который содержит примесь нитрата натрия, растворили в воде. Этот раствор может вступить в реакцию не более чем со 44,92 мл 2-йодпропана (ρ = 1,703 г/мл). Вычислите массовую долю (в %) нитрата натрия в исходном образце. В ответ запишите целое число. [41] Технический карбид кальция содержит примесь кремнезема. Вычислите массу (в г) данного образца карбида кальция, если при его внесении в избыток соляной кислоты было получено 8,96 л (при н.у.) углеводорода и 1,4 г осадка. В ответ запишите целое число. [42] Вычислите объем бутана, если на его сжигание было затрачено 41,6 л (н.у.) воздуха. Объемная доля кислорода в составе воздуха равна 21%. Ответ запишите в литрах с точностью до тысячных. [43] Смесь ацетилена и аргона объемом 11,2 л (н.у.) пропустили через избыток раствора гидроксида диамминсеребра (I). В результате выпало 96 г осадка. Вычислите объемную долю аргона (в %) в исходной смеси. В ответ запишите целое число. [44] Пробу этилацетата массой 44,88 г, которая содержит 1,96% по массе метилпропионата в качестве примеси, обработали избытком водного раствора гидроксида калия при нагревании. Вычислите массу полученного метанола. Ответ запишите в граммах с точностью до сотых. [45] Вычислите массовую долю бензола, загрязненного толуолом, если в результате хлорирования смеси в присутствии катализатора теоретически можно получить 112,5 г хлорбензола и 6,325 г монохлортолуолов. Ответ запишите в процентах и округлите до сотых.
Краткие ответы:
- 50 г; 37) 14,7%; 38) 3333 л; 39) 1,4%; 40) 16%; 41) 27 г; 42) 1,344 л; 43) 20%; 44) 0,32 г; 45) 94,43%.
Ниже — с «дано» и решением.
36
Дано:
\(V(\mathrm{C_6H_5NO_2})=61{,}5\) мл, \(\rho=1{,}2\) г/мл,
\(w(\mathrm{C_7H_8})=6{,}4\%\).
Найти массу технического бензола.
Решение:
\[ m(\mathrm{C_6H_5NO_2})=61{,}5\cdot1{,}2=73{,}8\ \text{г} \]
\[ n(\mathrm{C_6H_5NO_2})=\frac{73{,}8}{123}=0{,}6\ \text{моль} \]
\[ \mathrm{C_6H_6+HNO_3\rightarrow C_6H_5NO_2+H_2O} \]
По уравнению \(n(\mathrm{C_6H_6})=0{,}6\) моль:
\[ m(\mathrm{C_6H_6})=0{,}6\cdot78=46{,}8\ \text{г} \]
Чистого бензола в техническом образце \(100-6{,}4=93{,}6\%\):
\[ m_{\text{техн.}}=\frac{46{,}8}{0{,}936}=50\ \text{г} \]
Ответ: 50 г.
37
Дано:
\(m_{\text{техн.}}(\mathrm{CaC_2})=15\) г,
\(V(\mathrm{C_2H_2})=4{,}48\) л при н.у.
Решение:
\[ n(\mathrm{C_2H_2})=\frac{4{,}48}{22{,}4}=0{,}2\ \text{моль} \]
\[ \mathrm{CaC_2+2H_2O\rightarrow Ca(OH)_2+C_2H_2} \]
\[ n(\mathrm{CaC_2})=0{,}2\ \text{моль} \]
\[ m(\mathrm{CaC_2})=0{,}2\cdot64=12{,}8\ \text{г} \]
Масса примесей:
\[ 15-12{,}8=2{,}2\ \text{г} \]
\[ w(\text{примесей})=\frac{2{,}2}{15}\cdot100\%=14{,}666...\%\approx14{,}7\% \]
Ответ: 14,7%.
38
Дано:
\(V_{\text{смеси}}=110\) л,
\(\varphi(\mathrm{C_3H_8})=9{,}09\%\),
\(\varphi(\mathrm{O_2})_{\text{возд.}}=21\%\).
Решение:
Пропана примерно:
\[ V(\mathrm{C_3H_8})=110\cdot0{,}0909\approx10\ \text{л} \]
Тогда бутана:
\[ V(\mathrm{C_4H_{10}})=110-10=100\ \text{л} \]
Уравнения горения:
\[ \mathrm{C_3H_8+5O_2\rightarrow3CO_2+4H_2O} \]
\[ 2\mathrm{C_4H_{10}+13O_2\rightarrow8CO_2+10H_2O} \]
Кислорода нужно:
\[ V(\mathrm{O_2})=5\cdot10+6{,}5\cdot100=50+650=700\ \text{л} \]
\[ V_{\text{воздуха}}=\frac{700}{0{,}21}=3333{,}33...\approx3333\ \text{л} \]
Ответ: 3333 л.
39
Дано:
\(V_{\text{газа}}=16\) л,
\(m(\mathrm{CaCO_3})=1000\) мг \(=1\) г.
Решение:
\[ \mathrm{CO_2+Ca(OH)_2\rightarrow CaCO_3\downarrow+H_2O} \]
\[ n(\mathrm{CaCO_3})=\frac{1}{100}=0{,}01\ \text{моль} \]
Значит, \(n(\mathrm{CO_2})=0{,}01\) моль.
\[ V(\mathrm{CO_2})=0{,}01\cdot22{,}4=0{,}224\ \text{л} \]
\[ \varphi(\mathrm{CO_2})=\frac{0{,}224}{16}\cdot100\%=1{,}4\% \]
Ответ: 1,4%.
40
Дано:
\(m_{\text{образца}}=30\) г,
\(V(\mathrm{C_3H_7I})=44{,}92\) мл,
\(\rho=1{,}703\) г/мл.
Решение:
\[ m(\mathrm{C_3H_7I})=44{,}92\cdot1{,}703\approx76{,}5\ \text{г} \]
\[ M(\mathrm{C_3H_7I})=170\ \text{г/моль} \]
\[ n(\mathrm{C_3H_7I})=\frac{76{,}5}{170}\approx0{,}45\ \text{моль} \]
С гидроксидом калия реакция идёт \(1:1\), поэтому:
\[ n(\mathrm{KOH})=0{,}45\ \text{моль} \]
\[ m(\mathrm{KOH})=0{,}45\cdot56=25{,}2\ \text{г} \]
Масса примеси нитрата натрия:
\[ 30-25{,}2=4{,}8\ \text{г} \]
\[ w(\mathrm{NaNO_3})=\frac{4{,}8}{30}\cdot100\%=16\% \]
Ответ: 16%.
41
Дано:
\(V(\mathrm{C_2H_2})=8{,}96\) л,
\(m(\mathrm{SiO_2})=1{,}4\) г.
Решение:
\[ \mathrm{CaC_2+2HCl\rightarrow CaCl_2+C_2H_2\uparrow} \]
\[ n(\mathrm{C_2H_2})=\frac{8{,}96}{22{,}4}=0{,}4\ \text{моль} \]
\[ n(\mathrm{CaC_2})=0{,}4\ \text{моль} \]
\[ m(\mathrm{CaC_2})=0{,}4\cdot64=25{,}6\ \text{г} \]
Кремнезём в соляной кислоте не растворяется и даёт осадок \(1{,}4\) г.
\[ m_{\text{образца}}=25{,}6+1{,}4=27\ \text{г} \]
Ответ: 27 г.
42
Дано:
\(V_{\text{воздуха}}=41{,}6\) л,
\(\varphi(\mathrm{O_2})=21\%\).
Решение:
\[ V(\mathrm{O_2})=41{,}6\cdot0{,}21=8{,}736\ \text{л} \]
Уравнение горения бутана:
\[ 2\mathrm{C_4H_{10}+13O_2\rightarrow8CO_2+10H_2O} \]
На 1 объём бутана нужно \(6{,}5\) объёма кислорода:
\[ V(\mathrm{C_4H_{10}})=\frac{8{,}736}{6{,}5}=1{,}344\ \text{л} \]
Ответ: 1,344 л.
43
Дано:
\(V_{\text{смеси}}=11{,}2\) л,
\(m(\mathrm{Ag_2C_2})=96\) г.
Решение:
Ацетилен даёт осадок ацетиленида серебра:
\[ \mathrm{C_2H_2+2[Ag(NH_3)_2]OH\rightarrow Ag_2C_2\downarrow+4NH_3+2H_2O} \]
\[ M(\mathrm{Ag_2C_2})=240\ \text{г/моль} \]
\[ n(\mathrm{Ag_2C_2})=\frac{96}{240}=0{,}4\ \text{моль} \]
\[ n(\mathrm{C_2H_2})=0{,}4\ \text{моль} \]
\[ V(\mathrm{C_2H_2})=0{,}4\cdot22{,}4=8{,}96\ \text{л} \]
Объём аргона:
\[ V(\mathrm{Ar})=11{,}2-8{,}96=2{,}24\ \text{л} \]
\[ \varphi(\mathrm{Ar})=\frac{2{,}24}{11{,}2}\cdot100\%=20\% \]
Ответ: 20%.
44
Дано:
\(m_{\text{пробы}}=44{,}88\) г,
\(w(\text{метилпропионата})=1{,}96\%\).
Решение:
Метилпропионат имеет формулу \(\mathrm{CH_3CH_2COOCH_3}\), \(M=88\) г/моль.
\[ m(\text{метилпропионата})=44{,}88\cdot0{,}0196=0{,}879648\ \text{г} \]
\[ n=\frac{0{,}879648}{88}\approx0{,}01\ \text{моль} \]
При гидролизе:
\[ \mathrm{CH_3CH_2COOCH_3+KOH\rightarrow CH_3CH_2COOK+CH_3OH} \]
\[ n(\mathrm{CH_3OH})=0{,}01\ \text{моль} \]
\[ m(\mathrm{CH_3OH})=0{,}01\cdot32=0{,}32\ \text{г} \]
Этилацетат при гидролизе даёт этанол, а не метанол, поэтому он в расчёт метанола не входит.
Ответ: 0,32 г.
45
Дано:
\(m(\mathrm{C_6H_5Cl})=112{,}5\) г,
\(m(\text{монохлортолуолы})=6{,}325\) г.
Решение:
\[ M(\mathrm{C_6H_5Cl})=112{,}5\ \text{г/моль} \]
\[ n(\mathrm{C_6H_5Cl})=\frac{112{,}5}{112{,}5}=1\ \text{моль} \]
Значит, бензола было \(1\) моль:
\[ m(\mathrm{C_6H_6})=1\cdot78=78\ \text{г} \]
\[ M(\mathrm{C_7H_7Cl})=126{,}5\ \text{г/моль} \]
\[ n(\mathrm{C_7H_7Cl})=\frac{6{,}325}{126{,}5}=0{,}05\ \text{моль} \]
Значит, толуола было \(0{,}05\) моль:
\[ m(\mathrm{C_7H_8})=0{,}05\cdot92=4{,}6\ \text{г} \]
Масса исходной смеси:
\[ 78+4{,}6=82{,}6\ \text{г} \]
\[ w(\mathrm{C_6H_6})=\frac{78}{82{,}6}\cdot100\%=94{,}430...\%\approx94{,}43\% \]
Ответ: 94,43%.
Общий принцип: сначала по известному продукту или газу находим количество вещества, затем по уравнению реакции переходим к нужному веществу, и только после этого учитываем примеси, воздух или массовую долю.
