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:
ХимияКолледжРастворы и их свойстваобъем раствора10%-ный растворгидроксид калияплотность растворасгорание метанасгорание этанахимиярасчет объемапродукты сгоранияхимические 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