Какой объём 10%-ного раствора гидроксида калия (плотность 1,1 г/мл) нужен для полного поглощения продуктов полного сгорания 56 литров смеси, состоящей из 90% метана и 10% этана?
Варианты ответа:
Химия Колледж Растворы и их свойства объем раствора 10%-ный раствор гидроксид калия плотность раствора сгорание метана сгорание этана химия расчет объема продукты сгорания химические реакции
Для решения данной задачи нам необходимо пройти несколько шагов. Давайте разберем их по порядку.
Шаг 1: Определение состава смесиСмесь состоит из 90% метана (CH4) и 10% этана (C2H6). Мы имеем 56 литров смеси, поэтому:
При полном сгорании метана и этана образуются углекислый газ (CO2) и вода (H2O). Рассмотрим уравнения реакций:
Теперь найдем, сколько CO2 и H2O образуется из 50,4 л метана и 5,6 л этана.
Шаг 3: Расчет продуктов сгоранияДля метана:
Для этана:
Теперь сложим объемы CO2, полученные из метана и этана:
Гидроксид калия (KOH) реагирует с углекислым газом по уравнению:
Из уравнения видно, что 1 моль CO2 реагирует с 2 моль KOH. Таким образом, нам нужно 2 моль KOH на 1 моль CO2.
Количество моль CO2 = 61,6 л / 22,4 л/моль = 2,75 моль.
Следовательно, количество KOH = 2,75 моль * 2 = 5,5 моль KOH.
Шаг 6: Перевод моль KOH в массуМолярная масса KOH = 39 (K) + 16 (O) + 1 (H) = 56 г/моль.
Масса KOH = 5,5 моль * 56 г/моль = 308 г.
Шаг 7: Определение объема 10%-ного раствора KOH10%-ный раствор KOH содержит 10 г KOH на 100 мл раствора. Таким образом, 308 г KOH содержится в:
Однако, учитывая плотность раствора 1,1 г/мл, найдем объем раствора:
Объем раствора (в мл) = масса (г) / плотность (г/мл) = 308 г / 1,1 г/мл = 280 мл = 2,8 л.
Шаг 8: Пересчет объема раствора для 10%Так как у нас 10%-ный раствор, мы должны учесть, что на 1 л раствора у нас 100 г KOH. Следовательно, для 308 г KOH нам нужно:
Таким образом, правильный ответ будет в пределах предложенных вариантов. Однако, если мы пересчитаем с учетом, что у нас 10% раствор, то:
Варианты ответа не совпадают с расчетами, но если округлить, то наиболее близкий ответ будет 1,8 л.
Ответ: B) 1,8 л