Какие массовые доли веществ содержит полученный раствор после пропускания через него углекислого газа, полученного при полном сгорании 3,36 л (н.у.) смеси метана и этана, где объемное соотношение газов составляет 1:2? На сколько процентов в растворе содержится гидроксид натрия, если было использовано 152,7 мл раствора с массовой долей NaOH 12% и плотностью 1,31 г/мл?
Мила
Чтобы решить эту задачу, мы должны разбить ее на две части. Сначала найдем массовые доли веществ в растворе после пропускания углекислого газа. Затем мы найдем процентное содержание гидроксида натрия в растворе.
1. Массовые доли веществ после пропускания углекислого газа:
Для начала, чтобы определить возможные продукты сгорания при полном сгорании метана (CH4) и этана (C2H6), нам нужно записать реакции сгорания для обоих газов.
Реакция сгорания метана:
\(CH4 + 2O2 \rightarrow CO2 + 2H2O\)
Реакция сгорания этана:
\(C2H6 + \frac{7}{2}O2 \rightarrow 2CO2 + 3H2O\)
Теперь, зная объемное соотношение газов, мы можем определить молевое соотношение.
Объемное соотношение газов составляет 1:2, что означает, что объем этана в два раза больше, чем объем метана. Таким образом, объем метана составляет 1/3 от общего объема газов, а объем этана составляет 2/3.
Объем метана: (1/3) * 3,36 л = 1,12 л
Объем этана: (2/3) * 3,36 л = 2,24 л
Теперь мы можем рассчитать количество веществ, используя уравнения реакций сгораний и закон Шарля (объем газа прямо пропорционален числу молекул газа).
Масса углекислого газа, полученного от сгорания метана:
Масса CO2 = (молекулярная масса CO2) * (количество молекул CO2)
Молекулярная масса CO2 = 12,01 г/моль (масса углерода) + 2 * 16,00 г/моль (масса кислорода)
Молекулярная масса CO2 = 44,01 г/моль
Количество молекул CO2 = (объем CO2) / (объем молярного газа при н.у.) (1 моль газа занимает 22,4 л при нормальных условиях)
Количество молекул CO2 = 1,12 л / 22,4 л/моль = 0,05 моль
Масса CO2 = 0,05 моль * 44,01 г/моль = 2,20 г
Аналогично, мы можем рассчитать массу углекислого газа, полученного от сгорания этана:
Масса СО2 = (молекулярная масса СО2) * (количество молекул СО2)
Масса СО2 = 0,10 моль * 44,01 г/моль = 4,40 г
Теперь мы можем вычислить массовые доли веществ в полученном растворе:
Масса метана = 2,20 г
Масса этана = 4,40 г
Общая масса раствора = масса метана + масса этана = 2,20 г + 4,40 г = 6,60 г
Массовая доля метана: (масса метана / общая масса раствора) * 100%
Массовая доля метана: (2,20 г / 6,60 г) * 100% = 33,33%
Массовая доля этана: (масса этана / общая масса раствора) * 100%
Массовая доля этана: (4,40 г / 6,60 г) * 100% = 66,67%
Таким образом, полученный раствор содержит 33,33% массовой доли метана и 66,67% массовой доли этана.
2. Процентное содержание гидроксида натрия в растворе:
Массовая доля гидроксида натрия = 12%
Плотность раствора = 1,31 г/мл
Объем использованного раствора = 152,7 мл
Масса гидроксида натрия в использованном растворе = (массовая доля NaOH) * (объем использованного раствора)
Масса гидроксида натрия = 12% * 152,7 мл * 1,31 г/мл = 24,09 г
Общая масса раствора = масса гидроксида натрия / (массовая доля гидроксида натрия / 100%)
Общая масса раствора = 24,09 г / (12% / 100%) = 200,75 г
Процентное содержание гидроксида натрия = (масса гидроксида натрия / общая масса раствора) * 100%
Процентное содержание гидроксида натрия = (24,09 г / 200,75 г) * 100% = 12%
Таким образом, в растворе содержится 12% гидроксида натрия.
Итак, чтобы ответить на задачу:
1. Массовая доля метана в полученном растворе составляет 33,33%, а массовая доля этана - 66,67%.
2. Процентное содержание гидроксида натрия в растворе составляет 12%.
1. Массовые доли веществ после пропускания углекислого газа:
Для начала, чтобы определить возможные продукты сгорания при полном сгорании метана (CH4) и этана (C2H6), нам нужно записать реакции сгорания для обоих газов.
Реакция сгорания метана:
\(CH4 + 2O2 \rightarrow CO2 + 2H2O\)
Реакция сгорания этана:
\(C2H6 + \frac{7}{2}O2 \rightarrow 2CO2 + 3H2O\)
Теперь, зная объемное соотношение газов, мы можем определить молевое соотношение.
Объемное соотношение газов составляет 1:2, что означает, что объем этана в два раза больше, чем объем метана. Таким образом, объем метана составляет 1/3 от общего объема газов, а объем этана составляет 2/3.
Объем метана: (1/3) * 3,36 л = 1,12 л
Объем этана: (2/3) * 3,36 л = 2,24 л
Теперь мы можем рассчитать количество веществ, используя уравнения реакций сгораний и закон Шарля (объем газа прямо пропорционален числу молекул газа).
Масса углекислого газа, полученного от сгорания метана:
Масса CO2 = (молекулярная масса CO2) * (количество молекул CO2)
Молекулярная масса CO2 = 12,01 г/моль (масса углерода) + 2 * 16,00 г/моль (масса кислорода)
Молекулярная масса CO2 = 44,01 г/моль
Количество молекул CO2 = (объем CO2) / (объем молярного газа при н.у.) (1 моль газа занимает 22,4 л при нормальных условиях)
Количество молекул CO2 = 1,12 л / 22,4 л/моль = 0,05 моль
Масса CO2 = 0,05 моль * 44,01 г/моль = 2,20 г
Аналогично, мы можем рассчитать массу углекислого газа, полученного от сгорания этана:
Масса СО2 = (молекулярная масса СО2) * (количество молекул СО2)
Масса СО2 = 0,10 моль * 44,01 г/моль = 4,40 г
Теперь мы можем вычислить массовые доли веществ в полученном растворе:
Масса метана = 2,20 г
Масса этана = 4,40 г
Общая масса раствора = масса метана + масса этана = 2,20 г + 4,40 г = 6,60 г
Массовая доля метана: (масса метана / общая масса раствора) * 100%
Массовая доля метана: (2,20 г / 6,60 г) * 100% = 33,33%
Массовая доля этана: (масса этана / общая масса раствора) * 100%
Массовая доля этана: (4,40 г / 6,60 г) * 100% = 66,67%
Таким образом, полученный раствор содержит 33,33% массовой доли метана и 66,67% массовой доли этана.
2. Процентное содержание гидроксида натрия в растворе:
Массовая доля гидроксида натрия = 12%
Плотность раствора = 1,31 г/мл
Объем использованного раствора = 152,7 мл
Масса гидроксида натрия в использованном растворе = (массовая доля NaOH) * (объем использованного раствора)
Масса гидроксида натрия = 12% * 152,7 мл * 1,31 г/мл = 24,09 г
Общая масса раствора = масса гидроксида натрия / (массовая доля гидроксида натрия / 100%)
Общая масса раствора = 24,09 г / (12% / 100%) = 200,75 г
Процентное содержание гидроксида натрия = (масса гидроксида натрия / общая масса раствора) * 100%
Процентное содержание гидроксида натрия = (24,09 г / 200,75 г) * 100% = 12%
Таким образом, в растворе содержится 12% гидроксида натрия.
Итак, чтобы ответить на задачу:
1. Массовая доля метана в полученном растворе составляет 33,33%, а массовая доля этана - 66,67%.
2. Процентное содержание гидроксида натрия в растворе составляет 12%.
Знаешь ответ?