Химия

8 класс
Вопрос
Анилин можно получить из хлорбензола, фенола или нитробензола. а. Напишите уравнения реакции получения анилина на базе указанных веществ через ацетилен и бензол, беря за исходное карбид кальция. б. Какие количества исходного сырья необходимы для получения 1 т анилина из карбида (через промежуточную стадию нитробензола), содержащего 95% $CaC_2$, железа и 22%-ной соляной кислоты? Степень превращения карбида в анилин принять равной 60%.
Ответ


а) $CaC_2 + 2H_2O = Ca(OH)_2 + C_2H_2$,
$3C_2H_2 = C_6H_6$,
$C_6H_6 + Cl_2 \underset {FeCl_2}{=} C_6H_5Cl + HCl$,
$C_6H_5Cl + 2NH_3 \overset {t^{\circ}, p}{\underset {\: катализатор}{\rightarrow}} C_6H_5NH_2 + NH_4Cl$;
б) $C_6H_5Cl + 2NaOH \overset {t^{\circ}, p}{\underset {\: катализатор}{\rightarrow}} C_6H_5ONa + NaCl + H_2O$,
$C_6H_5ONa + CO_2 + H_2O = C_6H_5OH + NaHCO_3$,
$C_6H_5OH + NH_3 \overset {t^{\circ}, p}{\underset {\: катализатор}{\rightarrow}} C_6H_5NH_2 + H_2O$;
в) $C_6H_6 + HNO_3 \underset {H_2SO_4}{\rightarrow} C_6H_5NO_2 + H_2O$,
$C_6H_6 + NO_2 + 6[H] = C_6H_5NH_2 + 2H_2O$.

Вычисления:

$\underset {3 \: моля = 192 \: г}{3CaC_2} \rightarrow 3C_2H_2 \rightarrow C_6H_6 \underset {\: образуют}{\rightarrow} C_6H_5NO_2 \rightarrow \underset {1 \: моль = 93 \: г}{C_6H_5NH_2}$.

Из 192 кг $CaC_2$ при выходе 100 % образуется 93 кг анилина, следовательно, при выходе 60 % должно быть получено

$x_1 = 93 \: кг \cdot = 60 %/100 % = 53,8$ кг анилина.

Если содержание $CaC_2$ в исходном техническом препарате составляет 95 %, то должно быть получено

$x_2 = 53,8 \cdot 95 %/100 % = 51,11$ кг анилина.

Таким образом, для получения 1 т анилина потребуется

$x_3 = \frac {192 \: кг \cdot 1000 \: кг}{51,11 кг} = 3,757 CaC_2$(95 %).

Количество железа рассчитывается в соответствии с уравнением

$C_6H_5NO_2 + 3Fe + 6HCl = C_6H_5NH_2 + 3FeCl_2 + 2H_2O$,

1 моль железа ($A = 56$) дает 2 г водорода, а по уравнению, приведенному выше,

168 кг железа - 219 кг $HCl$ - 93 кг анилина,
$y$ железа - $z_1 HCl$ - 1000 кг анилина,

$у = \frac{168 \cdot 1000}{93} = 1806,5$ кг железа, $z_1 = \frac{219 \cdot 1000}{93} = 2355$ кг $HCl$.

Для проведения реакции необходимо 1806,5 кг железа и

$z_2 = \frac{2355 \cdot 100}{22} = 10706$ кг 22 %-ной соляной кислоты.
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме

При гидролизе 7,42 г некоторого эфира получено 3,22 г одноосновной карбоновой кислоты и 6,72 г одноатомного спирта. Какой эфир был взят для гидролиза?
8 класс Химия Средняя
Для осаждения алюминия и хрома из водного раствора смеси нитратов потребовалось 1,68 л газообразного аммиака (условия нормальные). Выпавший осадок прокалили. Масса твердых продуктов прокаливания составила 1,53 г. Сколько граммов алюминия и хрома содержалось в нитратах?
8 класс Химия Средняя
На занятиях химического кружка проводилось определение процентного содержания семиводного сульфата железа в техническом препарате, который при хранении в неплотно закрытом сосуде частично окислялся. Учащиеся взяли из разных частей сосуда пробы общей массой 400 мг, растворили их в дистиллированной воде, подкислили серной кислотой и разбавили до получения раствора объемом 100 мл. Затем пробы полученного раствора по 20 мл каждая оттитровали 0,02 н. раствором $KMnO_4$. В среднем на титрование каждых 20 мл приготовленного раствора было израсходовано по 12,2 мл 0,02 н. раствора $KMnO_4$. Каково процентное содержание (по массе) семиводного сульфата железа в исследуемом препарате?
8 класс Химия Средняя
Колба заполнена сухим хлороводородом. Затем колбу заполнили водой, в которой полностью растворился хлороводород. Определите массовую долю (%) хлороводорода в полученном растворе.
8 класс Химия Средняя
При действии концентрированной серной кислоты на иодид калия получено 150 мл иодоводорода и 400 мл двуокиси серы (объем измерен при нормальных условиях). Вычислите: а) сколько получено иода; б) сколько использовано для реакции иодида калия; в) сколько 80%-ной серной кислоты при этом вступило в реакцию.
8 класс Химия Средняя
Химическому элементу главной подгруппы соответствует высший оксид состава КОЗ. Какова электронная конфигурация внешнего энергетического уровня атома этого элемента?
8 класс Химия Средняя
Через туннель длиной 12 км и сечением $38 м^2$ в течение часа проезжает в обе стороны 1000 автомашин, расходующих в среднем 12 дм^3 бензина на 100 км. Средняя плотность бензина равна $0,75 кг/дм^3$, и он содержит 14 % водорода (по массе). В выхлопных газах $CO_2$ содержится вдвое больше (по объему), чем $CO$. Давление в туннеле равно 1 атм, температура - 290 К. Оцените, через какое время (в случае поломки нагнетающих воздух вентиляторов) содержание $CO$ в туннеле поднимется до величины предельно допустимой концентрации - $0,8 ^0/_{00}$. по объему, т. е. когда воздух в туннеле станет ядовитым.
8 класс Химия Средняя
При пропускании сухого хлороводорода в смесь анилина, бензола и фенола выделяется осадок массой 5,18 г. После отделения осадка на нейтрализацию фильтрата было затрачено 8,00 г 10%-ного раствора гидроксида натрия. Газ, выделяющийся при сжигании такого же количества смеси, образует при пропускании через известковую воду осадок массой 90 г. Рассчитайте массовые доли веществ в исходной смеси.
8 класс Химия Средняя
Масса 10,75 л смеси водорода и кислорода (н. у.) составляет 2 г. Найдите объемные доли газов в смеси.
8 класс Химия Средняя
а. Элемент $X$, который образует соединения во многих степенях окисления, может быть получен в виде простого вещества при прокаливании в электрической печи кальциевой соли, содержащей этот элемент, с коксом и кварцевым песком. Образующиеся при этом пары элемента $X$ конденсируются при пропускании их через воду, образуя реакционноспособную аллотропную модификацию. б. Наиболее важное из соединений элемента $X$ с водородом образуется при действии $X$ на крепкие растворы щелочей. В этих реакциях данное простое вещество диспропорционирует с образованием соединений в степенях окисления -3 и +1. Полученное водородное соединение обладает характерным запахом, который часто ошибочно приписывают другому промышленно важному газу, не обладающему в чистом виде запахом. в. Простое вещество $X$ сгорает в хлоре, окисляясь до степени окисления +3, причем образующееся хлорпроизводное гидролизуется в присутствии следов влаги. г. Полученное при хлорировании соединение может окисляться при нагревании в атмосфере хлора дальше. Образующееся при этом вещество энергично гидролизуется и реагирует с оксидом $X_2O_5$, давая в обоих случаях одно и то же соединение. д. Элемент $X$ образует ряд кислородсодержащих кислот, в которых он обладает различными степенями окисления и степенями гидратации оксида $X$. е. Ангидрид $X_2O_5$ образуется непосредственно при сгорании простого вещества $X$, однако ортокислота получается не при реакции этого оксида с водой, а при взаимодействии кальциевой соли с серной кислотой. Ортокислоту, образованную $X$, можно получить также при действии на простое вещество $X$ паров воды при высокой температуре. ж. Существует ряд солей (например, натриевых), соответствующих замене одного, двух или трех атомов водорода в ортокислоте на металл. Их водные растворы при равной концентрации солей обладают различной кислотностью (с различными концентрациями в них ионов водорода). з. Растворы, содержащие одно- и двухзамещенные натриевые соли ортокислоты, широко используются в лабораторной практике. и. Некоторые из соединений элемента $X$ широко используются в сельском хозяйстве, промышленность производит их в большом количестве. к. От названия элемента $X$ происходит название одного физико-химических явлений. Установите, о каком элементе идет речь. Объясните провесы, упомянутые в условиях задачи. Напишите формулы веществ и уравнения реакций, названных в задаче. При ответе на пункт (ж) охарактеризуйте кислотность растворов натриевых солей по величине рН. В пункте (з) отметьте какое из свойств растворов используется в лабораторной практике и на чем основано его использование. В пункте (и) назовите формулы и способы получения некоторых из промышленно важных соединений $X$. В ответе на последний пункт поясните кратко, в чем заключается упомянутое физико-химическое явление.
8 класс Химия Средняя