Номер 13, страница 100 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

13. Определите, какая масса бромной воды с массовой долей брома $2 \ \%$ потребуется для полного взаимодействия с $9,3 \text{ г}$ анилина.

Дано:

$m(C_6H_5NH_2) = 9,3 \text{ г}$

$\omega(Br_2) = 2\% = 0,02$

Найти:

$m(\text{раствора } Br_2) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия анилина с бромом. При взаимодействии анилина с бромной водой происходит замещение атомов водорода в бензольном кольце в орто- и пара-положениях, образуется белый осадок 2,4,6-триброманилина:

$C_6H_5NH_2 + 3Br_2 \rightarrow C_6H_2Br_3NH_2 \downarrow + 3HBr$

2. Рассчитаем количество вещества анилина ($C_6H_5NH_2$), масса которого дана в условии. Для этого сначала вычислим молярную массу анилина:

$M(C_6H_5NH_2) = 6 \cdot A_r(C) + 7 \cdot A_r(H) + 1 \cdot A_r(N) = 6 \cdot 12,01 + 7 \cdot 1,01 + 14,01 \approx 93 \text{ г/моль}$

Теперь найдем количество вещества анилина:

$n(C_6H_5NH_2) = \frac{m(C_6H_5NH_2)}{M(C_6H_5NH_2)} = \frac{9,3 \text{ г}}{93 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

3. Согласно уравнению реакции, на 1 моль анилина расходуется 3 моль брома. Определим количество вещества брома ($Br_2$), необходимое для реакции:

$n(Br_2) = 3 \cdot n(C_6H_5NH_2) = 3 \cdot 0,1 \text{ моль} = 0,3 \text{ моль}$

4. Вычислим массу чистого брома, которая соответствует найденному количеству вещества. Молярная масса брома ($Br_2$):

$M(Br_2) = 2 \cdot A_r(Br) = 2 \cdot 79,9 \approx 160 \text{ г/моль}$

Масса брома:

$m(Br_2) = n(Br_2) \cdot M(Br_2) = 0,3 \text{ моль} \cdot 160 \text{ г/моль} = 48 \text{ г}$

5. Найденная масса (48 г) — это масса чистого брома, который должен содержаться в растворе бромной воды. Зная массовую долю брома в растворе (2 %), можем рассчитать общую массу бромной воды.

Массовая доля вещества ($\omega$) определяется по формуле: $\omega(\text{вещества}) = \frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})}$

Выразим из формулы массу раствора:

$m(\text{раствора } Br_2) = \frac{m(Br_2)}{\omega(Br_2)} = \frac{48 \text{ г}}{0,02} = 2400 \text{ г}$

Ответ: для полного взаимодействия с 9,3 г анилина потребуется 2400 г бромной воды с массовой долей брома 2 %.