дано:
- масса уксусной кислоты = 3,00 г
- объем кислорода (н. у.) = 2,352 дм3
- масса углекислого газа (CO2) = 4,84 г
- масса воды (H2O) = 1,98 г
найти:
а) вещество Х и его массу в исходном растворе
б) четыре уравнения реакций, характеризующих основные химические свойства вещества Х
решение:
а) Сначала найдем количество вещества CO2 и H2O, чтобы затем определить количество вещества Х.
1. Находим количество вещества CO2:
количество вещества CO2 = масса CO2 / молярная масса CO2 = 4,84 г / 44 г/моль ≈ 0,110 моль.
2. Находим количество вещества H2O:
количество вещества H2O = масса H2O / молярная масса H2O = 1,98 г / 18 г/моль ≈ 0,110 моль.
3. Теперь определим количество кислорода (O2), использованного в реакции. Из уравнения горения видно, что для образования 1 моль CO2 требуется 1 моль O2 и 1 моль H2O:
Количество O2 = (количество CO2 + 0.5 * количество H2O) = 0,110 + 0,055 = 0,165 моль O2.
4. Переведем объем кислорода в количество вещества:
количество вещества O2 = объем O2 / 22,4 л/моль = 2,352 дм3 / 22,4 дм3/моль ≈ 0,105 моль.
5. Подсчитаем массу вещества X. Общее количество атомов углерода и водорода в образовавшихся продуктах:
C = 0,110 моль углерода из CO2.
H = 0,110 моль водорода из H2O.
Общий вклад C и H:
Масса C = 0,110 моль * 12 г/моль = 1,32 г.
Масса H = 0,110 моль * 1 г/моль * 2 = 0,22 г.
6. Найдем массу вещества Х:
масса вещества Х = масса уксусной кислоты + масса CO2 + масса H2O - масса C - масса H = 3,00 г + 4,84 г + 1,98 г - 1,32 г - 0,22 г = 9,28 г.
7. Теперь находим формулу вещества Х.
Вещество Х может быть спиртом или карбоновой кислотой. Предположим, что это этанол (C2H5OH).
Масса X = 9,28 г / 46 г/моль ≈ 0,202 моль.
б) Уравнения реакций, характеризующих основные химические свойства вещества Х (C2H5OH):
1. Реакция с кислородом (горение):
C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O
2. Реакция с натрием (образование соли):
C2H5OH + Na → C2H5ONa + 0,5 H2
3. Реакция с уксусной кислотой (образование эфира):
C2H5OH + CH3COOH → CH3COOC2H5 + H2O
4. Реакция с гидроксидом натрия (нейтрализация):
C2H5OH + NaOH → C2H5ONa + H2O
ответ:
а) вещество Х – этанол (C2H5OH), его масса в исходном растворе 9,28 г.
б) 1) C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O;
2) C2H5OH + Na → C2H5ONa + 0,5 H2;
3) C2H5OH + CH3COOH → CH3COOC2H5 + H2O;
4) C2H5OH + NaOH → C2H5ONa + H2O.