Способы решение задач из блока C реакции. Задача №1

Способы решение задач из блока C
1.Расчёт массовой доли веществ в исходной смеси или продуктах
реакции.
Задача №1
В 15% - ном растворе серной кислоты массой 300г растворили карбид алюминия.
Выделившийся при этом метан занял объем 2,24 л (н.у). Рассчитайте массовую долю
серной кислоты в полученном растворе.
Решение:
6H2SO4 + Al4C3 = 2Al2(SO4)3 + 3CH4
1. Находим массу H2SO4 в растворе m(H2 SO4)= m р-ра* w= 300 * 0,15= 45г
2. Сколько г H2SO4 вступило в реакцию n(CH4)= 2,24/22,4= 0,1 моль.
n(CH4)/n(H2SO4)=3/6=1/2; n(H2SO4)=2* n(CH4)= 0,2 моль.
m(H2SO4)= n(H2SO4) * M(H2SO4)= 0,2 * 98=19,6г
3. Сколько г H2SO4 осталось после реакции 45-19,6=25,4г
4. Сколько г Al4C3 вступит в реакцию n(CH4)/n(Al4C3)= 3/1;
n(Al4C3)= n(CH4)/3= 0,1/3=0,0333 моль. m(Al4C3)=n * M=0,0333 * 144= 4,9г
5. Переводим объем CH4 в массу n(CH4)= 0,1 моль; m(CH4)=n*M= 0,1*16=1,6 г
6. Находим массу раствора. Mр-ра= 300+4,8-1,6=303,2 г
7. Находим массовую долю H2SO4 W(H2SO4)=mв-ва/mр-ра =25,4/303,2*100%=8,36%
Ответ:W(H2SO4)= 8,36%
Задача №2
При обработке карбида алюминия раствором соляной кислоты, масса которого 320 г и
массовая доля HCl 22%, выделилось 6,72л (н.у) метана. Рассчитайте массовую долю
соляной кислоты в полученном растворе.
Решение:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Al4C3 + 12HCl = 3CH4 + 4AlCl3
Находим массу HCl m(HCl)= 320*0,22=70,4г
Находим n(CH4). n(CH4)=6,72/22,4=0,3 моль
Находим
m
HCl,
вступившей
в
реакцию
n(CH4)/n(HCl)=3/12=1/4:
n(HCl)=n(CH4)*4=0,3*4=1,2 моль. m(HCl)=n*M=1,2*36,5= 43,8 г.
Находим m HCl не прореагировавшей 70,4-43,8=26,6г
Находим массу Al4C3 n(CH4)/n(Al4C3)=3/1; n(Al4C3)=n(CH4)/3=0,3/3=0,1 моль;
M(Al4C3)=144 г/моль; m(Al4C3)=n*M=0,1*144=14,4г
Находим массу CH4. m(CH4)=n*M=0,3*16=4,8 г
Находим массу раствора 320+14-m(CH4)=320-14,4-4,8=329,6г
Находим долю HCl. W=mв-ва/mр-ра*100%=26,6/329,6*100%=9,07%
Ответ:W(HCl)=8,07%
Задача №3
Карбонат магния 8,4 г растворили в 250 мл раствора серной кислоты (р=1,08 г/мл) с
массовой долей 15%. Вычислите массовую долю сульфата магния в конечном
растворе.
Решение:
MgCO3 + H2SO4 = MgSO4 + CO2 + H2O
1. Находим массу раствора H2SO4 250*1,08=270 г
2. Находим массу вещества H2SO4 270*0,15=40,5 г
3. Находим
количество
исходных
веществ
n(MgSО4)=8,4/84=0,1
моль;n(H2SO4)=40,5/98=0,413моль. Рассчёт ведем по недостатку, т.е. по MgSO4
4. Находим mMgSO4, n(MgSO4)=n(MgCO3)=0,1 моль; m(MgSO4)=n*M=0,1*120=12 г
5. Находим массу CO2; n(CO2)=n(MgSO4)=0,1моль; m(CO2)= n*M=0,1*44=4,4г
6. Находим m раствора; m р-ра= 270+8,4-4,4=274г
7. Находим долю MgSO4
W=12/274*100%=4.4%
Ответ: W(MgSO4)=4,4%
Дополнительные задачи.
1. На нейтрализацию 7,6 г смеси муравьиной и уксусной кислот израсходовано 35 мл
20% - ного раствора гидроксида калия (плотностью 1,20 г/мл). Рассчитайте массу
уксусной кислоты и ее массовую долю в исходной смеси кислот. (Ответ: 4,6г
W=39%)
2. Сероводород, выделившийся при взаимодействии избытка концентрированной
серной кислоты с 1,44 г магния, пропустили через 160 г 1,5%-ного раствора брома.
Определите массу выпавшего при этом осадка и массовую долю кислоты в
образовавшемся растворе. (Ответ: 1,5%)
3. Карбид кальция массой 6,4 г растворили в 87 мл бромоводородной кислоты (р=1,12
г/мл) с массовой долей 20% . Какова массовая доля бромоводорода в
образовавшемся растворе? (Ответ: 3,248%)
4. Углекислый газ объемом 5,6 л (н.у) пропустили через 164 мл 20%-ного раствора
гидроксида натрия (р=1,12 г/мл). Определите состав и массовые доли веществ в
полученном растворе. (Ответ: W(Na2CО3)=12,13 % ; W(NaOH)=9,47%)
2. Вывод формулы вещества на основе общей формулы
гомологического ряда органических соединений.
Задача №1
Установите молекулярную формулу алкина, содержащего 12, 19% водорода.
Решение:
1. Определяем долю углерода
W(C)=100-12,19=87,81%
2. Используем общую формулу алкинов: Cn H2n-2
3. Находим число n; 0,8781=12n/14n-2
12n=0,8781(14n-2)
12n=12,29n-1,7561,
1,756=0,29n
n=1,756/0,29; n=6
Ответ: C6H10
Задача №2
При взаимодействии 0,672 л алкена (н.у.) с хлором образовалось 3,39 г его
дихлорпроизаодного. Определите молекулярную формулу алкена, запишите его
структурную формулу и название.
Решение:
CnH2n + CI2 = CnH2nCI2
1. Определяем количество вещества алкена
n(CnH2n) = 0,672/22,4 = 0,03 моль
2. Количество веществ алкена и дихлоралкана равны:
n(CnH2nCI2) = n(CnH2n) = 0,03 моль
3.
Рассчитываем число атомов углерода (n) в молекуле алкена:
М(CnH2nCI2) = m/n = 3,39/0,3 = 113 г/моль
12n +2n + 71 = 113
n=3
Молекулярная формула алкена С3Н6, структурная формула СH2-CH=CH2, пропен.
Ответ: C3H6
Задача №3
При взаимодействии одного и того же количества алкена с различными
галогеноводорадами образуется соответственно 7,85 г хлорпроизводного или 12, 3 г
бромпроизводного. Определите молекулярную формулу алкена.
Решение:
CnH2n + HCI = CnH2n+1CI
CnH2n + HBr = CnH2n+1Br
В результате реакций образуется одинаковое число молей галогенопроизводных и
рассчитываем число молей галогенопроизводных и рассчитываем число атомов (n) в
молекуле алкена:
n(CnH2n+1CI) = n(CnH2n+1Br)
7,85 / (14n + 36,5) = 12,3/ (14n + 81); n = 3
Ответ: C3H6
Задача №4
Некоторая предельная карбоновая одноосновная кислота массой 6 г требует для полной
этерификации такой же массы спирта. При этом получается 10, 2 г сложного эфира.
Установите молекулярную формулу кислоты.
Решение:
RCOOH + R – OH = RCOOR + H2O
1.Находим массу и количество воды
m (H2O) = (6+6) -10,2 =1,8 г
n(H2O) = 1,8/18 = 0,1 моль
2. Определяем молярную массу кислоты и устанавливаем формулу кислоты:
n ( RCOOH) = n(H2O) = 0,1 моль, тогда
M ( RCOOH) = m/n = 6/0,1 = 60 г/моль
M(R) = 60 – 12 – 32 – 1 =15 г/моль, следовательно, радикалом является метил – CH3
Формула кислоты: CH3COOH.
Ответ: CH3COOH.
Дополнительные задачи.
1. Установите молекулярную формулу предельной карбоновой кислоты, калиевая соль
которой содержит 28,57% кислорода.
2. Установите молекулярную формулу предельной карбоновой кислоты, натриевая соль
которой содержит 37,5% углерода.
3. Установите молекулярную формулу предельной карбоновой кислоты, натриевая соль
которой содержит 33,82% металла.
4. Установите молекулярную формулу предельной карбоновой кислоты, метиловый эфир
которой содержит 9, 09% водорода.
5. В результате взаимодействия предельной одноосновной карбоновой кислоты
гидроксидом кальция получена соль, содержащая 30,77% кальция по массе. Установите
молекулярную формулу одноосновной карбоновой кислоты.
6. Некоторая предельная одноосновная карбоновая кислота массой 6г требует для полной
этерификации такой же массы спирта. При этом получается 10,2г сложного эфира.
Установите молекулярную формулу кислоты.
7. Сложный эфир массой 30г подвергнут щелочному гидролизу. При этом получено 34г
натриевой соли предельной одноосновной кислоты 16г спирта. Установите
молекулярную формулу эфира.