Три задачи

[Line]

1) Какой объем занимает при 35°C и давлении 150 кПа хлороводород, который необходимо растворить в 600 Мл раствора соляной кислоты с массовой долей НСІ 12,0% (плотность раствора 1,06 г/мл) для получения раствора с массовой долей НС1 20,0%?

Найти концентрацию полученного раствора в моль/л, если его плотность 1,10 г/мл.

Вычислить (в граммах) массу молекулы НСl.

 

2) При обработке 1,70 г смеси метанола и предельной одноосновной карбоновой кислоты избытком щелочного металла выделилось 448 мл (н.у.) газа. Обработка этого же количества смеси избытком гидрокарбоната натрия ведет к выделению в 2 раза меньшего объема (в.у.) газа. Установить формулу карбоновой кислоты и состав исходной смеси веществ в мольных процентах.

 

3) Фосфор, полученный с выходом 80,0% из 31,0 г фосфата кальция, сожгли в избытке кислорода и полученное при этом вещество растворили в 200 г водного раствора едкого калия с массовой долей КОН 6,72%. Определить массовые доли растворенных веществ в полученном растворе. Написать уравнение получения фосфора из фосфата кальция.

[Solovey]

Ну вот смотрите,

Имеем 600 мл * 1,06 г/мл=636 г раствора ---------100%

                                              Х г HCl-------------------12%

 

Х=76,32 г HCl было. Добавим Y г HCl

Тогда масса раствора                     636+Y --------------100%

Масса хлороводорода в нем          76,32+Y-------------20%

Y=63,6 г хлороводорода надо добавить

Дольше уравнение Менделеева-Клайперона PV=(m/M)*R*T    

150*10³ *V=(63.6/36.5)*8.31*(273+35)

V=0.03 м³    HCl (газ)

Молярность получившегося раствора

Его масса 636+63,6=699,6 г

Объем  699,6 г/1,1 г/мл=636 мл в нем содержится 76,32+63,6=139,92 г HCl или /36,5 г/моль=

3,83 моль содержится в 636 мл

   Z   моль содержится в 1000 мл

Z=6,02 моль/л молярность получившегося раствора.

Масса молекулы: 36,5 г весит 1 моль или 6,02*10²³  молекул

1 молекула 36,5/6,02*10²³= 6,06*10^-23 г весит 1 молекула

[Solovey]

С натрием будут реагировать оба компонента смеси:

1)   2CH₃OH+2Na=2CH₃ONa+H₂

2)   2R-COOH+2Na=2R-COONa+ H₂

С гидрокарбонатом только кислота:

3) R-COOH+NaHCO₃= R-COONa+H₂O+CO₂ 

В первом случае выделилось 448 мл=0,448 л/22,4 л/моль=0,02 моль газа

Во втором – в два раза меньше, т.е. 0,01 моль CO₂

Из третьего уравнения р-ции видно, что кислоты было тоже 0,01 моль.

На 0,01 моль к-ты в первом случае приходится 0,005 моль водорода, значит 0,02-0,005=0,015 моль водорода приходится на р-цию с метанолом, что соответствует 0,03 моль спирта. Его масса:  0,03*32г/моль=0,96 г спирта было, кислоты было 1,7-0,96=0,74 г

1,7 – 100%

0,96- Х%

0,74 – Y%

Х=56,47% спирта, Y=43,53% кислоты

Найдем молярную массу кислоты: 0,01 моль – 0,74 г, значит 1 моль – 74 г

Общая формула предельных карбоновых кислот: C_nH_2n+1COOH Молярная масса: 12*n+2*n+1+45=74, откуда n=2 Кислота С₂H₅СOOH пропановая или пропионовая

[Solovey]

Промышленный способ получения фосфора из фосфата кальция – его спекание при T>1000 ⁰C с оксидом кремния и углем:

Ca₃(PO₄)₂ +3SiO₂+5C=2P+5CO+3CaSiO₃  M(Ca₃(PO₄)₂ )= 310 г/моль, М(P)= 31 г/моль

Из 310 г фосфата – 62 г фосфора, из 31 соответственно 6,2 г, выход 80%, 6,2*0,8=4,96 г /31 г/моль=0,16 моль фосфора получили. При избытке кислорода получится высший оксид фосфора 4 P+5 O₂=2 P₂O₅ (0,08 моль)  Оксид фосфора с водой образует фосфорную кислоту, которая с щелочью образует её соли, одна-, двух- и трех- замещенные фосфаты, в зависимости от соотношения реагентов:

P₂O₅+3Н₂O=2H₃PO₄  (0,16 моль)

1)      KOH+H₃PO₄= KH₂PO₄ + H₂O Соотношение  KOH: H₃PO₄=1:1

2)      2KOH+H₃PO₄= K₂HPO₄ + 2H₂O Соотношение  KOH: H₃PO₄=2:1

3)      3KOH+H₃PO₄= K₃PO₄ + 3H₂O Соотношение  KOH: H₃PO₄=3:1

Или

P₂O₅+6 KOH= 2K₃PO₄+3H₂O

P₂O₅+4KOH= 2K₂HPO₄ + H₂O

P₂O₅+2KOH+ H₂O = 2KН₂PO₄

На самом деле в той или иной степени все они будут идти одновременно до достижения равновесия в системе. Поэтому можно считать по любой тройке, воспользуемся уравнениями 1-3. Итак, кислоты у нас 0.16 моль, щелочи: 200 г 6.72% р-ра KOH содержат 13,44 г/56 г/моль=0,24 моль.

Соотношение щелочь: кислота = 0,24:0,16 или 1,5:1. Отсюда ясно, что при достижении равновесия в растворе останутся продукты реакции №1 и №2

Пусть образуется X моль  KH₂PO₄ и Y моль K₂HPO₄ Тогда количество кислоты вступившей в реакцию X+Y моль, а щелочи X+2*Y моль

X+Y=0,16

X+2*Y=0,24

X=0.08 моль, Y=0.08 моль, что соответствует 0,08*136 г/моль=10,88 г KH₂PO₄, 0,08*174 г/моль=13,92 г K₂HPO₄ . Масса раствора 200+(0,08*142 г/моль)=211,36 г

K₂HPO₄: (13,92/211,36)*100=6,59%

KH₂PO₄: (10,88/211,36)*100=5,15%