Каковы уравнения реакций, происходящих при взаимодействии сахарозы с концентрированной серной кислотой, если вначале наблюдается обугливание, а затем выделение газов, вызывающих помутнение известковой воды и обесцвечивание раствора перманганата? Также, каков состав и масса полученного раствора, если смешали 2.4 г магния и 1.2 г оксида кремния, прокалили смесь, а затем внесли в 10% раствор соляной кислоты массой 91.25 г?

Химия 11 класс Органическая химия и неорганическая химия сахароза концентрированная серная кислота обугливание выделение газов помутнение известковой воды обесцвечивание перманганата магний оксид кремния соляная кислота состав раствора масса раствора Новый

Давайте разберем первую часть вашего вопроса о взаимодействии сахарозы с концентрированной серной кислотой.

Реакция сахарозы с концентрированной серной кислотой:

1. При добавлении концентрированной серной кислоты к сахарозе (C12H22O11) происходит обугливание. Это происходит из-за дегидратации сахарозы, когда вода удаляется, и образуются углеродные остатки. Уравнение можно записать следующим образом:
2. C12H22O11 + H2SO4 → C + H2O + H2SO4 (в избытке)
3. Образуется углерод (C), который при нагревании может проявлять себя как черный осадок.

После обугливания, если продолжить нагревание, серная кислота будет реагировать с углеродом, образуя углекислый газ (CO2) и сернистый газ (SO2), что вызывает помутнение известковой воды:

1. Сначала углерод реагирует с кислородом из кислоты:
2. C + O2 → CO2
3. Затем углерод может реагировать с серной кислотой:
4. C + H2SO4 → CO2 + SO2 + H2O

Таким образом, в результате взаимодействия сахарозы с концентрированной серной кислотой происходит обугливание, а затем выделяются углекислый газ и сернистый газ.

Теперь перейдем ко второй части вашего вопроса о реакции магния и оксида кремния с соляной кислотой:

Сначала определим реакции, происходящие при прокаливании смеси магния (Mg) и оксида кремния (SiO2):

1. Магний реагирует с оксидом кремния, образуя магнийсиликат (MgSiO3):
2. 2Mg + SiO2 → 2MgO + Si

После прокаливания, мы добавляем получившуюся смесь в 10% раствор соляной кислоты (HCl):

1. Магний будет реагировать с соляной кислотой, образуя хлорид магния (MgCl2) и водород (H2):
2. Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑
3. Силикон (Si) не реагирует с соляной кислотой.

Теперь о составе и массе полученного раствора:

Сначала найдем количество вещества магния и оксида кремния:

• Молярная масса магния (Mg) = 24 г/моль; 2.4 г Mg соответствует 0.1 моль.
• Молярная масса оксида кремния (SiO2) = 60 г/моль; 1.2 г SiO2 соответствует 0.02 моль.

При прокаливании образуется 0.1 моль MgO и 0.02 моль Si. Теперь, когда мы добавляем эту смесь в 10% раствор соляной кислоты:

• 10% раствор HCl означает, что в 100 г раствора содержится 10 г HCl.
• Масса раствора = 91.25 г; значит, в растворе содержится 9.125 г HCl.
• Молярная масса HCl = 36.5 г/моль; 9.125 г HCl соответствует 0.25 моль HCl.

Теперь определим, сколько магния сможет прореагировать с 0.25 моль HCl:

• На 0.1 моль Mg потребуется 0.2 моль HCl (по уравнению реакции).

Таким образом, магний полностью прореагирует с соляной кислотой, и у нас останется 0.05 моль HCl, что соответствует 1.825 г HCl.

Состав полученного раствора:

• Магнийсиликат (MgSiO3) образуется в процессе, но не растворим в кислоте.
• В растворе остаются MgCl2 и 0.05 моль HCl.

Теперь найдем массу полученного раствора:

• Исходная масса раствора = 91.25 г.
• Добавляем массу MgCl2, которая образуется:
• Молярная масса MgCl2 = 95.3 г/моль; 0.1 моль MgCl2 = 9.53 г.

Итак, общая масса раствора = 91.25 г + 9.53 г = 100.78 г.

Таким образом, мы получили 100.78 г раствора, содержащего MgCl2 и оставшуюся HCl.