дано:
Количество углеводорода n(C) = 0,2 моль
Объем кислорода V(O2) = 24,64 дм3 (при н.у.)
Масса карбоната натрия m(Na2CO3) = 5,3 г
Относительная плотность углеводорода по кислороду < 2
найти:
Формулу углеводорода CxHy
Массу NaOH в растворе
решение:
1. Определим количество кислорода:
При н.у. 1 моль газа занимает 22,4 дм3.
n(O2) = V(O2) / 22,4 = 24,64 / 22,4 ≈ 1,1 моль
2. Напишем уравнение реакции полного сгорания углеводорода:
CxHy + (x + y/4) O2 → x CO2 + y/2 H2O
Из уравнения видно, что на 1 моль углеводорода требуется (x + y/4) моль кислорода.
Следовательно, для 0,2 моль углеводорода потребуется:
n(O2, необходимый) = 0,2 * (x + y/4)
Так как мы получили 1,1 моль кислорода, то:
0,2 * (x + y/4) = 1,1
x + y/4 = 5,5
Уравнение (1): x + y/4 = 5,5
3. В результате реакции с NaOH образуется карбонат натрия:
CO2 + 2 NaOH → Na2CO3 + H2O
Количество натрия, содержащегося в 5,3 г Na2CO3:
Молярная масса Na2CO3 = 2*23 + 12 + 3*16 = 106 г/моль
n(Na2CO3) = m(Na2CO3) / M(Na2CO3) = 5,3 / 106 ≈ 0,05 моль
4. Из уравнения реакции видно, что на 1 моль Na2CO3 требуется 2 моль NaOH:
n(NaOH) = 2 * n(Na2CO3) = 2 * 0,05 = 0,1 моль
5. Найдем массу NaOH:
Молярная масса NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль
m(NaOH) = n(NaOH) * M(NaOH) = 0,1 * 40 = 4 г
6. Теперь вернемся к уравнению (1) и подберем x и y.
Поскольку относительная плотность углеводорода по кислороду меньше 2, можно предположить, что углеводород может быть алканом (C_nH_(2n+2)). Проверим для различных значений n.
Если x = 2 (C2H6):
y = 2 * 2 + 5,5*4 = 10 - 8 = 2
Подходит, формула - C2H6.
если x = 3 (C3H8):
y = 3 + 5,5 * 4 = 11 - 12 = 12
Не подходит.
ответ:
Формула углеводорода: C2H6
Масса NaOH в растворе: 4 г