Номер 3, страница 49 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 3*. Какой объем гидроксида калия с массовой долей КОН 11% ($ρ = 1,1$ г/мл) потребуется для нейтрализации бромоводорода, образующегося при монобромировании 8,4 г циклогексана?

Ответ: 46,28 мл.

Дано:

$m(C_6H_{12}) = 8,4 \text{ г}$

$\omega(\text{KOH}) = 11\% = 0,11$

$\rho(\text{р-ра КОН}) = 1,1 \text{ г/мл}$

В системе СИ:

$m(C_6H_{12}) = 8,4 \cdot 10^{-3} \text{ кг}$

$\rho(\text{р-ра КОН}) = 1100 \text{ кг/м}^3$

Найти:

$V(\text{р-ра КОН}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции монобромирования циклогексана. Это реакция замещения, в ходе которой образуется бромциклогексан и побочный продукт — бромоводород:

$C_6H_{12} + Br_2 \xrightarrow{h\nu} C_6H_{11}Br + HBr$

2. Вычислим молярную массу циклогексана ($C_6H_{12}$):

$M(C_6H_{12}) = 6 \cdot A_r(C) + 12 \cdot A_r(H) = 6 \cdot 12 + 12 \cdot 1 = 84 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (в молях) циклогексана, вступившего в реакцию:

$n(C_6H_{12}) = \frac{m(C_6H_{12})}{M(C_6H_{12})} = \frac{8,4 \text{ г}}{84 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

4. Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции (1), количество вещества образовавшегося бромоводорода ($HBr$) равно количеству вещества прореагировавшего циклогексана:

$n(HBr) = n(C_6H_{12}) = 0,1 \text{ моль}$

5. Далее бромоводород нейтрализуют раствором гидроксида калия. Запишем уравнение реакции нейтрализации:

$HBr + KOH \rightarrow KBr + H_2O$

6. Из уравнения реакции нейтрализации видно, что $HBr$ и $KOH$ реагируют в мольном соотношении 1:1. Следовательно, для нейтрализации 0,1 моль $HBr$ потребуется 0,1 моль $KOH$:

$n(KOH) = n(HBr) = 0,1 \text{ моль}$

7. Рассчитаем массу чистого гидроксида калия, необходимого для реакции. Молярная масса $KOH$:

$M(KOH) = A_r(K) + A_r(O) + A_r(H) = 39 + 16 + 1 = 56 \text{ г/моль}$

Масса $KOH$:

$m(KOH) = n(KOH) \cdot M(KOH) = 0,1 \text{ моль} \cdot 56 \text{ г/моль} = 5,6 \text{ г}$

8. Теперь найдем массу 11%-го раствора гидроксида калия, в котором содержится 5,6 г чистого вещества:

$m(\text{р-ра КОН}) = \frac{m(KOH)}{\omega(KOH)} = \frac{5,6 \text{ г}}{0,11} \approx 50,909 \text{ г}$

9. Наконец, зная массу и плотность раствора, вычислим его объем:

$V(\text{р-ра КОН}) = \frac{m(\text{р-ра КОН})}{\rho(\text{р-ра КОН})} = \frac{50,909 \text{ г}}{1,1 \text{ г/мл}} \approx 46,28 \text{ мл}$

Ответ: 46,28 мл.