Для решения данной задачи необходимо пройти несколько шагов, включая уравнение реакции, расчет массы метана и определение объема формалина. Давайте разберем все по порядку.

Метан (CH4) при каталитическом окислении реагирует с кислородом (O2) и образует углекислый газ (CO2) и водяный пар (H2O). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O

Мы знаем, что объем метана при нормальных условиях (н.у.) составляет 44,8 дм³. Один моль газа при н.у. занимает 22,4 дм³. Поэтому, чтобы найти количество молей метана, используем следующую формулу:

n = V / Vm

• где n - количество молей,
• V - объем газа (44,8 дм³),
• Vm - молярный объем газа (22,4 дм³/моль).

Подставим значения:

n = 44,8 дм³ / 22,4 дм³/моль = 2 моль.

Согласно уравнению реакции, 1 моль метана дает 1 моль формалина (метаналь, CH2O) в результате окисления. Таким образом, из 2 моль метана мы получим 2 моль метаналя.

Молярная масса метаналя (CH2O) составляет:

C: 12 г/моль + H: 2 г/моль + O: 16 г/моль = 30 г/моль.

Следовательно, масса метаналя будет:

m = n * M = 2 моль * 30 г/моль = 60 г.

Мы знаем, что массовая доля метаналя в формалине составляет 40%. Это означает, что на 100 г формалина приходится 40 г метаналя. Теперь найдем массу формалина, содержащую 60 г метаналя:

m_формалин = (60 г / 40) * 100 = 150 г.

Плотность формалина (ρ) равна 1,1 г/см³. Объем формалина (V) можно найти по формуле:

V = m / ρ.

Подставляем значения:

V = 150 г / 1,1 г/см³ ≈ 136,36 см³.

Так как 1 дм³ = 1000 см³, преобразуем объем в дм³:

V ≈ 0,136 дм³.

Таким образом, из 44,8 дм³ метана можно получить примерно 0,136 дм³ формалина с массовой долей метаналя 40%.