Question

При взаимодействии 2,94 г дихромата калия со 150 мл 30%-ной соляной кислоты (плотностью 1.15 г/мл) выделился хлор, практический выход которого составил 75%. Какой объём (н.у.) этилена может прореагировать с выделившимся хлором?

Answer 1

Сначала надо найти сколько грамм раствора кислоты у тебя есть.

p= m/v --> v*p= m

150мл * 1,15г/мл = 172,5г

Теперь нужно найти сколько у тебя кислоты в этом растворе.

172,5г * 30% = 51,75г

      100%

Теперь пишем реакцию и находим количество хлора:

K2Cr2O7 + 14HCl --> 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2↑ + 7H2O

       1        :      14    :       2    :       2     :     3   :       7

2,94г           51,75г

M(K2Cr2O7)= 39,1*2 + 52*2 + 16,0*7 = 294,2г/моль

M(HCl)= 1 + 35,5 = 36,5г/моль

n(K2Cr2O7)=  2,94 г / 294,2г/моль ≈ 0,01моль

n(HCl)= 51,75г / 36,5г/моль = 1,42моль

Дихромата калия по молям меньше, считаем через него.

0,01моль*3 = 0,03моль

M(Cl2)= 35,5*2 = 71г/моль

m(Cl2)= 0,03моль * 71г/моль= 2,13г

2,13г * 75% ≈ 1,6г - столько хлора выделилось.

     100%

пишем реакцию хлора и этилена.

C2H4 + Cl2 --> C2H4Cl2

   1      :   1      :          1

              1,6г

M(Cl2)= 35,5*2 = 71г/моль

n(Cl2)= 1,6г / 71г/моль ≈ 0,023моль

V(C2H4)= 0,023моль * 22,4моль/дм3 ≈ 0,52дм3

Answer 2

Для решения данной задачи, давайте определим, какие химические реакции происходят между дихроматом калия (K₂Cr₂O₇) и соляной кислотой (HCl).

Уравнение реакции может быть записано следующим образом:

\[ K_2Cr_2O_7 + 14HCl \rightarrow 2KCl + 2CrCl_3 + 7H_2O + 3[Cl_2]\]

Из уравнения видно, что на каждый моль дихромата калия требуется 14 молей соляной кислоты, и образуется 3 моли хлора. Таким образом, мы можем определить количество молей дихромата калия и соответственно количество молей хлора, выделившегося в реакции.

1. Моли дихромата калия (K₂Cr₂O₇): \[ \text{Масса } K_2Cr_2O_7 = 2.94 \, \text{г} \] \[ \text{Молярная масса } K_2Cr_2O_7 = 294 \, \text{г/моль} \] \[ \text{Моли } K_2Cr_2O_7 = \frac{\text{Масса}}{\text{Молярная масса}} \] 2. Моли хлора (\(Cl_2\)): \[ \text{Моли } Cl_2 = \frac{\text{Моли } K_2Cr_2O_7 \times 3}{2} \]

Теперь мы знаем количество молей хлора, а также практический выход хлора (75%). Мы можем использовать это, чтобы найти количество молей хлора, которое фактически было получено в реакции.

\[ \text{Фактические моли } Cl_2 = \text{Практический выход} \times \text{Моли } Cl_2 \]

Теперь мы можем использовать уравнение реакции для определения количества молей этилена (\(C_2H_4\)), которое прореагировало с хлором. Из уравнения видно, что на 1 моль хлора требуется 1 моль этилена.

\[ \text{Моли } C_2H_4 = \text{Фактические моли } Cl_2 \]

И наконец, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа для определения объема этилена при нормальных условиях (н.у.):

\[ PV = nRT \]

где: \( P = 1 \, \text{атмосфера} \), \( V \) - объем газа, \( n \) - количество молей газа, \( R = 0.0821 \, \text{л} \cdot \text{атм} / \text{К} \cdot \text{моль} \) (универсальная газовая постоянная), \( T = 273 \, \text{K} \) (температура при н.у.).

Таким образом, можно рассчитать объем этилена при нормальных условиях, прореагировавшего с выделившимся хлором.