Номер 4, страница 186 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 8. Первоначальные представления об органических веществах. Параграф 53. Непредельные (ненасыщенные) углеводороды. Подумай, ответь, выполни... - номер 4, страница 186.

Условие.

4. Вычислите массу 3%-ной бромной воды, необходимой для получения 80 г дибромэтана.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Масса дибромэтана, $m(\text{C}_2\text{H}_4\text{Br}_2) = 80 \text{ г}$

Массовая доля брома в растворе (бромной воде), $\omega(\text{Br}_2) = 3\%$

$m(\text{C}_2\text{H}_4\text{Br}_2) = 0.08 \text{ кг}$

$\omega(\text{Br}_2) = 0.03$

Найти:

$m(\text{раствора}) - ?$

Решение:

Для решения задачи необходимо составить уравнение химической реакции. Дибромэтан ($\text{C}_2\text{H}_4\text{Br}_2$) является продуктом реакции присоединения брома к этену (этилену, $\text{C}_2\text{H}_4$). Эта реакция является качественной на непредельные углеводороды и протекает с использованием бромной воды.

Запишем уравнение реакции:

$ \text{C}_2\text{H}_4 + \text{Br}_2 \rightarrow \text{C}_2\text{H}_4\text{Br}_2 $

1. Рассчитаем молярные массы брома ($\text{Br}_2$) и дибромэтана ($\text{C}_2\text{H}_4\text{Br}_2$). Для этого используем относительные атомные массы из периодической таблицы химических элементов, округленные до целых значений: $\text{Ar}(\text{C}) = 12$, $\text{Ar}(\text{H}) = 1$, $\text{Ar}(\text{Br}) = 80$.

Молярная масса брома:

$ M(\text{Br}_2) = 2 \cdot \text{Ar}(\text{Br}) = 2 \cdot 80 = 160 \text{ г/моль} $

Молярная масса дибромэтана:

$ M(\text{C}_2\text{H}_4\text{Br}_2) = 2 \cdot \text{Ar}(\text{C}) + 4 \cdot \text{Ar}(\text{H}) + 2 \cdot \text{Ar}(\text{Br}) = 2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 + 2 \cdot 80 = 24 + 4 + 160 = 188 \text{ г/моль} $

2. Найдем количество вещества (число моль) полученного дибромэтана массой 80 г по формуле $n = m/M$:

$ n(\text{C}_2\text{H}_4\text{Br}_2) = \frac{m(\text{C}_2\text{H}_4\text{Br}_2)}{M(\text{C}_2\text{H}_4\text{Br}_2)} = \frac{80 \text{ г}}{188 \text{ г/моль}} \approx 0.42553 \text{ моль} $

3. По уравнению реакции видно, что стехиометрическое соотношение между бромом и дибромэтаном составляет 1:1. Это означает, что для получения определенного количества вещества продукта требуется такое же количество вещества брома.

$ n(\text{Br}_2) = n(\text{C}_2\text{H}_4\text{Br}_2) \approx 0.42553 \text{ моль} $

4. Вычислим массу чистого брома, необходимого для реакции, по формуле $m = n \cdot M$:

$ m(\text{Br}_2) = n(\text{Br}_2) \cdot M(\text{Br}_2) \approx 0.42553 \text{ моль} \cdot 160 \text{ г/моль} \approx 68.085 \text{ г} $

5. Эта масса брома содержится в 3%-ном растворе. Зная массу растворенного вещества ($m(\text{Br}_2)$) и его массовую долю ($\omega(\text{Br}_2)$), найдем массу всего раствора:

$ m(\text{раствора}) = \frac{m(\text{вещества})}{\omega(\text{вещества})} = \frac{m(\text{Br}_2)}{\omega(\text{Br}_2)} = \frac{68.085 \text{ г}}{0.03} \approx 2269.5 \text{ г} $

Ответ: масса 3%-ной бромной воды, необходимой для получения 80 г дибромэтана, составляет примерно 2269.5 г (или ~2.27 кг).