Номер 7, страница 98 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава VI. Спирты и фенолы. Параграф 20. Получение, химические свойства и применение одноатомных предельных спиртов. Подумайте, ответьте, выполните... - номер 7, страница 98.

Условие.

7. $CO_2$, который образовался при сбраживании 100 г раствора $C_6H_{12}O_6$, пропустили через $Ca(OH)_2$. В осадок выпало 10 г $CaCO_3$. Вычислите массовую долю $C_6H_{12}O_6$ в растворе.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m_{раствора}(C_6H_{12}O_6) = 100 \text{ г}$

$m(CaCO_3) = 10 \text{ г}$

Найти:

$\omega(C_6H_{12}O_6) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнения химических реакций, описанных в задаче.

Первая реакция — спиртовое брожение глюкозы, в результате которого образуется этанол и оксид углерода(IV):

$C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2\uparrow$ (1)

Вторая реакция — взаимодействие выделившегося оксида углерода(IV) с гидроксидом кальция (известковой водой) с образованием нерастворимого осадка карбоната кальция:

$CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O$ (2)

2. Расчет начнем с известного продукта — карбоната кальция. Вычислим его молярную массу и количество вещества.

Молярная масса карбоната кальция $M(CaCO_3)$:

$M(CaCO_3) = 40 + 12 + 3 \cdot 16 = 100 \text{ г/моль}$

Количество вещества карбоната кальция $n(CaCO_3)$:

$n(CaCO_3) = \frac{m(CaCO_3)}{M(CaCO_3)} = \frac{10 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 0.1 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции (2) найдем количество вещества оксида углерода(IV), который прореагировал с гидроксидом кальция. Согласно стехиометрическим коэффициентам, соотношение $n(CO_2) : n(CaCO_3)$ равно 1:1.

$n(CO_2) = n(CaCO_3) = 0.1 \text{ моль}$

4. Весь этот оксид углерода(IV) образовался в результате брожения глюкозы. По уравнению реакции (1) найдем количество вещества глюкозы. Соотношение $n(C_6H_{12}O_6) : n(CO_2)$ равно 1:2.

$n(C_6H_{12}O_6) = \frac{1}{2} n(CO_2) = \frac{1}{2} \cdot 0.1 \text{ моль} = 0.05 \text{ моль}$

5. Теперь вычислим массу глюкозы, которая содержалась в исходном растворе. Для этого сначала определим молярную массу глюкозы $M(C_6H_{12}O_6)$:

$M(C_6H_{12}O_6) = 6 \cdot 12 + 12 \cdot 1 + 6 \cdot 16 = 72 + 12 + 96 = 180 \text{ г/моль}$

Масса глюкозы $m(C_6H_{12}O_6)$:

$m(C_6H_{12}O_6) = n(C_6H_{12}O_6) \cdot M(C_6H_{12}O_6) = 0.05 \text{ моль} \cdot 180 \text{ г/моль} = 9 \text{ г}$

6. На последнем этапе вычислим массовую долю глюкозы ($\omega$) в растворе по формуле:

$\omega(C_6H_{12}O_6) = \frac{m(C_6H_{12}O_6)}{m_{раствора}} \cdot 100\%$

$\omega(C_6H_{12}O_6) = \frac{9 \text{ г}}{100 \text{ г}} \cdot 100\% = 9\%$

Ответ: массовая доля глюкозы в растворе составляет 9%.