Question

Ацетилен, полученный в результате гидролиза карбита кальция массой 3,84 г., пропустили через 5%-ный водный раствор перманганата калия до его полного обесцвечивания. Определите массовые доли веществ в полученном растворе.

Answer 1

Реакции:
1) CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2
2)  3C2H2 + 8KMnO4 = 3K2C2O4 + 8MnO2 + 2KOH + 2H2O
n(CaC2) = m / M = 3,84 / 64 = 0,06 моль
n(C2H2) = n(CaC2) (смотри коэффиценты в 1-ой реакции)
Теперь рассчитаем моли KOH, H2O, MnO2 и K2C2O4, чтобы рассчитать их массу и затем их массовые доли:
n(MnO2) = (n(C2H2) / 3) * 8 = 0,16 моль
n(H2O) = m(KOH) = (n(C2H2) / 3) * 2 = 0,04 моль
n(K2C2O4) = n(C2H2) = 0,06 моль
m(H2O) = n * M = 0,72 г
m(MnO2) = n * M = 13,92 г
m(KOH) = n * M = 2,24 г
m(K2C2O4) = n * M = 9,96 г
Теперь рассчитаем общую массу и массовые доли:
m(общ.) = 0,72 + 13,92 + 2,24 + 9,96 = 26,84 г
ω(H2O) = (0,72 / 26,84) * 100% = 2,68%
ω(MnO2) = (13,92 / 26,84) * 100% = 51,86%
ω(KOH) = (2,24 / 26,84) * 100% = 8,34%
ω(K2C2O4) = (9,96 / 26,84) * 100% = 37,1%
Ответ: 2,68%, 51,86%, 8,34%, 37,1%

Answer 2

Для решения этой задачи необходимо использовать химическое уравнение реакции гидролиза карбида кальция и реакции окисления ацетилена перманганатом калия.

Сначала найдем количество моль ацетилена, полученного из карбида кальция:

Молярная масса CaC2 = 64 г/моль Молярная масса C2H2 = 26 г/моль

Количество моль CaC2 = масса / молярная масса = 3.84 г / 64 г/моль = 0.06 моль Количество моль C2H2 = 0.06 моль, так как CaC2 и C2H2 находятся в стехиометрическом соотношении 1:1.

Теперь найдем количество моль перманганата калия, которое необходимо для полного окисления ацетилена:

Уравнение реакции: 2KMnO4 + 5C2H2 + 3H2O → 4MnO2 + 4KOH + 10CO2

Количество моль KMnO4 = количество моль C2H2 * (2/5) = 0.06 моль * (2/5) = 0.024 моль

Масса KMnO4, необходимая для полного окисления ацетилена:

Молярная масса KMnO4 = 158 г/моль Масса KMnO4 = количество моль * молярная масса = 0.024 моль * 158 г/моль = 3.79 г

Таким образом, необходимо 3.79 г KMnO4 для полного окисления 3.84 г ацетилена. Остаток перманганата калия реагирует с веществами, присутствующими в растворе.

Массовая доля KMnO4 в растворе:

масса KMnO4 в растворе = 5% * 100 г = 5 г массовая доля KMnO4 = масса KMnO4 / общая масса раствора = 5 г / (3.84 г + 5 г) = 0.565

Массовая доля других веществ в растворе будет равна разнице между единицей и массовой долей KMnO4:

массовая доля других веществ = 1 - массовая доля KMnO4 = 1 - 0.565 = 0.435

Таким образом, массовые доли веществ в полученном растворе составляют 0.565 для KMnO4 и 0.435 для других веществ.