Каковы массовые доли хлора и пропана в газовой смеси после смешивания 1,6 литра смеси пропана и пропена, содержащей

Чтобы решить эту задачу, нам нужно рассчитать массовые доли хлора и пропана в газовой смеси после смешивания указанных реагентов. Давайте разобъем решение на несколько шагов:

Шаг 1: Рассчитаем количество вещества пропана и пропена в смеси.

1,6 литров смеси содержит 56% пропена по объему. Поэтому объем пропена в смеси будет равен:

\( V_{пропена} = 1,6 \, \text{л} \times 0,56 = 0,896 \, \text{л} \)

Так как мы знаем, что 1 моль газа занимает 22,4 литра при нормальных условиях, мы можем рассчитать количество вещества пропена в смеси:

\( n_{пропена} = \frac{{V_{пропена}}}{{V_{1моль}}} = \frac{{0,896 \, \text{л}}}{{22,4 \, \text{л/моль}}} = 0,04 \, \text{моль} \)

Шаг 2: Рассчитаем количество вещества хлороводорода, полученного при взаимодействии перманганата калия с хлороводородной кислотой.

Мы знаем массу перманганата калия и объем хлороводородной кислоты, поэтому сначала нужно рассчитать количество вещества перманганата калия:

\( m_{\text{перманганата калия}} = 3,5 \, \text{г} \)

Молярная масса перманганата калия (KMnO4) равна 158,034 г/моль. Это даст нам количество вещества перманганата калия:

\( n_{\text{перманганата калия}} = \frac{{m_{\text{перманганата калия}}}}{{M_{\text{перманганата калия}}}} = \frac{{3,5 \, \text{г}}}{{158,034 \, \text{г/моль}}} = 0,022 \, \text{моль} \)

Теперь рассчитаем количество вещества хлороводорода, используя объем и концентрацию хлороводородной кислоты:

\( V_{\text{кислоты}} = 26,5 \, \text{мл} \)

\( M_{\text{HCl}} = 36,461 \, \text{г/моль} \) (молярная масса HCl)

\( r_{\text{кислоты}} = 1,1 \, \text{г/мл} \)

\( m_{\text{кислоты}} = V_{\text{кислоты}} \times r_{\text{кислоты}} = 26,5 \, \text{мл} \times 1,1 \, \text{г/мл} = 29,15 \, \text{г} \)

\( n_{\text{кислоты}} = \frac{{m_{\text{кислоты}}}}{{M_{\text{HCl}}}} = \frac{{29,15 \, \text{г}}}{{36,461 \, \text{г/моль}}} = 0,8 \, \text{моль} \)

Шаг 3: Рассчитаем количество вещества хлора и пропана после реакции.

Уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:

\[ KMnO_4 + 8 HCl \rightarrow KCl + MnCl_2 + 4 H_2O + 5 Cl_2 \]

Из уравнения видно, что для каждой молекулы перманганата калия требуется 8 молекул хлороводорода, чтобы прореагировать. Таким образом, хлор будет выделяться в количестве в 5 раз большем, чем перманганат калия.

\( n_{\text{хлора}} = 5 \times n_{\text{перманганата калия}} = 5 \times 0,022 \, \text{моль} = 0,11 \, \text{моль} \)

Также для каждой молекулы перманганата калия требуется одна молекула пропана для реакции.

\( n_{\text{пропана}} = n_{\text{перманганата калия}} = 0,022 \, \text{моль} \)

Шаг 4: Рассчитаем массу хлора и пропана.

Для расчета масс вещества мы используем молярные массы хлора (Cl2) (70,906 г/моль) и пропана (C3H8) (44,097 г/моль).

Масса хлора:

\( m_{\text{хлора}} = n_{\text{хлора}} \times M_{\text{хлора}} = 0,11 \, \text{моль} \times 70,906 \, \text{г/моль} = 7,8 \, \text{г} \)

Масса пропана:

\( m_{\text{пропана}} = n_{\text{пропана}} \times M_{\text{пропана}} = 0,022 \, \text{моль} \times 44,097 \, \text{г/моль} = 0,97 \, \text{г} \)

Шаг 5: Рассчитаем массовые доли хлора и пропана в газовой смеси.

Масса смеси пропана и пропена составляет 1,6 литра или 1,6 кг, поскольку 1 мл воды или 1 г воды имеет объем 1 мл или 1 см^3, соответственно.

Массовая доля хлора:

\( \text{Массовая доля хлора} = \frac{{m_{\text{хлора}}}}{{m_{\text{смеси пропана и пропена}}}} \times 100\% = \frac{{7,8 \, \text{г}}}{{1600 \, \text{г}}} \times 100\% = 0,49\% \)

Массовая доля пропана:

\( \text{Массовая доля пропана} = \frac{{m_{\text{пропана}}}}{{m_{\text{смеси пропана и пропена}}}} \times 100\% = \frac{{0,97 \, \text{г}}}{{1600 \, \text{г}}} \times 100\% = 0,061\% \)

Таким образом, массовая доля хлора в газовой смеси составляет 0,49%, а массовая доля пропана составляет 0,061%.

Надеюсь, это решение поможет вам понять задачу и провести необходимые вычисления. Если у вас есть еще вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь спрашивать.