Question

9.16. Какую массу анилина можно получить при восстановлении нитробензола железом в кислой среде? На эту реакцию потребовалось. 160 мл раствора соляной кислоты, массовая доля на 38%. Плотность раствора 1,189 г/мл. ​

Answer 1

Ответ:

Fe + 2AHCI=Fe+ H2 Michael находим количество железа V(FE)= 7кг:56г/ моль= 0,125 моль

Answer 2

Для решения этой задачи необходимо определить количество анилина, которое можно получить при восстановлении нитробензола железом в кислой среде.

Уравнение реакции восстановления нитробензола до анилина:

\(\text{C}_6\text{H}_5\text{NO}_2 + 6\text{Fe} + 6\text{H}^+ → \text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_2 + 2\text{Fe}_2\text{O}_3\)

Известно, что на реакцию потребовалось 160 мл раствора соляной кислоты с массовой долей 38% и плотностью 1,189 г/мл.

1. Определим массу соляной кислоты в этом растворе: Масса соляной кислоты = объем раствора × плотность × массовая доля Масса соляной кислоты = 160 мл × 1,189 г/мл × 0,38 = 75,814 г

2. Выразим количество вещества \( \text{H}^+ \) (протонов) в реакции из массы соляной кислоты. Так как \( \text{HCl} \) является кислотой и дает \( \text{H}^+ \) и \( \text{Cl}^- \):

Молярная масса \( \text{HCl} \) = 1 (масса атома водорода) + 35,5 (масса атома хлора) = 36,5 г/моль

Количество вещества \( \text{HCl} \) = масса / молярная масса Количество вещества \( \text{HCl} \) = 75,814 г / 36,5 г/моль = 2,076 моль \( \text{HCl} \)

Каждая молекула \( \text{HCl} \) дает один \( \text{H}^+ \), поэтому количество \( \text{H}^+ \) также равно 2,076 моль.

3. С учетом уравнения реакции видно, что на каждый моль \( \text{H}^+ \) требуется 6 моль железа для превращения нитробензола в анилин.

Таким образом, количество молей железа, необходимое для данной реакции, равно \( 2,076 \, \text{моль} \, \text{H}^+ \times 6 = 12,456 \, \text{моль} \) железа.

4. Рассчитаем массу анилина, который можно получить из 12,456 моль железа:

Масса анилина = количество моль железа × молярная масса анилина Молярная масса анилина = 6 × 12 (масса углерода) + 5 × 1 (масса водорода) + 14 (масса азота) = 93 г/моль

Масса анилина = 12,456 моль × 93 г/моль = 1157,608 г ≈ 1157,6 г (округлим до ближайшего значащего числа)

Итак, при восстановлении нитробензола железом в кислой среде можно получить приблизительно 1157,6 г или 1,1576 кг анилина.