Номер 11, страница 73 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

11. Определите массу осадка, образовавшегося при смешении 20 г 2%-ного водного раствора фенола с бромной водой.

Дано:

$m_{раствора}(C_6H_5OH) = 20 \, г$

$\omega(C_6H_5OH) = 2\% = 0.02$

Найти:

$m(осадка) - ?$

Решение:

При смешении водного раствора фенола с бромной водой (раствор брома в воде) протекает реакция замещения, в результате которой образуется белый осадок — 2,4,6-трибромфенол. В условии задачи не указано количество бромной воды, поэтому будем считать, что она взята в избытке и весь фенол прореагировал полностью.

Уравнение химической реакции выглядит следующим образом:

$C_6H_5OH + 3Br_2 \rightarrow C_6H_2Br_3OH \downarrow + 3HBr$

1. Определим массу чистого фенола в исходном растворе:

$m(C_6H_5OH) = m_{раствора} \cdot \omega(C_6H_5OH) = 20 \, г \cdot 0.02 = 0.4 \, г$

2. Рассчитаем молярные массы фенола и 2,4,6-трибромфенола. Для этого используем округленные значения относительных атомных масс: $Ar(C) = 12$, $Ar(H) = 1$, $Ar(O) = 16$, $Ar(Br) = 80$.

Молярная масса фенола ($C_6H_5OH$):

$M(C_6H_5OH) = 6 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 16 = 94 \, г/моль$

Молярная масса осадка — 2,4,6-трибромфенола ($C_6H_2Br_3OH$):

$M(C_6H_2Br_3OH) = 6 \cdot 12 + 3 \cdot 1 + 3 \cdot 80 + 16 = 72 + 3 + 240 + 16 = 331 \, г/моль$

3. Найдем количество вещества (моль) фенола, вступившего в реакцию:

$\nu(C_6H_5OH) = \frac{m(C_6H_5OH)}{M(C_6H_5OH)} = \frac{0.4 \, г}{94 \, г/моль} \approx 0.004255 \, моль$

4. Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции, из 1 моль фенола образуется 1 моль 2,4,6-трибромфенола. Следовательно, количество вещества осадка равно количеству вещества фенола:

$\nu(C_6H_2Br_3OH) = \nu(C_6H_5OH) \approx 0.004255 \, моль$

5. Вычислим массу образовавшегося осадка:

$m(осадка) = \nu(C_6H_2Br_3OH) \cdot M(C_6H_2Br_3OH) \approx 0.004255 \, моль \cdot 331 \, г/моль \approx 1.4084 \, г$

Округлим полученное значение до сотых.

Ответ: масса образовавшегося осадка составляет 1,41 г.