Номер 3.27, страница 57, часть II - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

3.27. Вычислите объем выделившегося оксида углерода(IV) (н. у.), если на реакцию с карбонатом калия использовали 120 г раствора уксусной кислоты с массовой долей $CH_3COOH$ 18%.

Дано:

m(раствора $CH_3COOH$) = 120 г

ω($CH_3COOH$) = 18%

Условия: н. у. (нормальные условия)

m(раствора $CH_3COOH$) = 0.12 кг

ω($CH_3COOH$) = 0.18

Найти:

V($CO_2$) - ?

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции взаимодействия уксусной кислоты с карбонатом калия. В результате реакции образуются ацетат калия, вода и оксид углерода(IV):

$$ 2CH_3COOH + K_2CO_3 \rightarrow 2CH_3COOK + H_2O + CO_2 \uparrow $$

2. Найдем массу чистой уксусной кислоты ($CH_3COOH$) в 120 г 18%-го раствора, используя формулу для массовой доли вещества в растворе:

$$ m(CH_3COOH) = m(раствора) \cdot \omega(CH_3COOH) $$

$$ m(CH_3COOH) = 120 \text{ г} \cdot 0.18 = 21.6 \text{ г} $$

3. Рассчитаем молярную массу уксусной кислоты ($CH_3COOH$):

$$ M(CH_3COOH) = 2 \cdot A_r(C) + 4 \cdot A_r(H) + 2 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 60 \text{ г/моль} $$

4. Определим количество вещества (число моль) уксусной кислоты, вступившей в реакцию:

$$ n = \frac{m}{M} $$

$$ n(CH_3COOH) = \frac{21.6 \text{ г}}{60 \text{ г/моль}} = 0.36 \text{ моль} $$

5. Используя уравнение реакции, найдем количество вещества выделившегося оксида углерода(IV) ($CO_2$). Согласно стехиометрическим коэффициентам, из 2 моль уксусной кислоты образуется 1 моль углекислого газа. Составим пропорцию:

$$ \frac{n(CH_3COOH)}{2} = \frac{n(CO_2)}{1} $$

Отсюда:

$$ n(CO_2) = \frac{n(CH_3COOH)}{2} = \frac{0.36 \text{ моль}}{2} = 0.18 \text{ моль} $$

6. Вычислим объем оксида углерода(IV), выделившегося при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем газа при н. у. ($V_m$) равен 22.4 л/моль:

$$ V(CO_2) = n(CO_2) \cdot V_m $$

$$ V(CO_2) = 0.18 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 4.032 \text{ л} $$

Ответ: объем выделившегося оксида углерода(IV) составляет 4.032 л.