Номер 4, страница 29, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

4. Сколько мл метанола плотностью 0,8 г/мл вступило в реакцию окисления, если при этом было получено 240 г 3% раствора формальдегида.

Ответ: 9,6 мл.

Дано:

Плотность метанола $\rho(CH_3OH) = 0.8 \text{ г/мл}$

Масса раствора формальдегида $m_{р-ра}(HCHO) = 240 \text{ г}$

Массовая доля формальдегида $\omega(HCHO) = 3\% = 0.03$

Найти:

Объем метанола $V(CH_3OH) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции окисления метанола в формальдегид (метаналь). В качестве окислителя может выступать кислород в присутствии катализатора (например, меди или серебра):

$2CH_3OH + O_2 \xrightarrow{t, kat} 2HCHo + 2H_2O$

Из уравнения реакции следует, что количество вещества метанола и формальдегида соотносятся как $1:1$.

$n(CH_3OH) = n(HCHO)$

2. Рассчитаем массу чистого формальдегида, содержащегося в 240 г 3% раствора:

$m(HCHO) = m_{р-ра}(HCHO) \times \omega(HCHO)$

$m(HCHO) = 240 \text{ г} \times 0.03 = 7.2 \text{ г}$

3. Вычислим количество вещества (в молях) формальдегида. Молярная масса формальдегида $HCHO$ равна:

$M(HCHO) = 12.01 + 1.01 \times 2 + 16.00 = 30.03 \text{ г/моль} \approx 30 \text{ г/моль}$

$n(HCHO) = \frac{m(HCHO)}{M(HCHO)} = \frac{7.2 \text{ г}}{30 \text{ г/моль}} = 0.24 \text{ моль}$

4. Согласно стехиометрии реакции, количество вещества метанола, необходимого для получения 0.24 моль формальдегида, также равно 0.24 моль:

$n(CH_3OH) = n(HCHO) = 0.24 \text{ моль}$

5. Найдем массу этого количества метанола. Молярная масса метанола $CH_3OH$ равна:

$M(CH_3OH) = 12.01 + 1.01 \times 4 + 16.00 = 32.05 \text{ г/моль} \approx 32 \text{ г/моль}$

$m(CH_3OH) = n(CH_3OH) \times M(CH_3OH)$

$m(CH_3OH) = 0.24 \text{ моль} \times 32 \text{ г/моль} = 7.68 \text{ г}$

6. Зная массу и плотность метанола, найдем его объем:

$V(CH_3OH) = \frac{m(CH_3OH)}{\rho(CH_3OH)} = \frac{7.68 \text{ г}}{0.8 \text{ г/мл}} = 9.6 \text{ мл}$

Ответ: 9,6 мл.