Химия
8 класс
Вопрос
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.
Ответ
При пропускании хлороводорода протекает реакция с анилином:
$C_{6}H_{5}NH_{2} + HCl \rightarrow C_{6}H_{5}NH_{3}Cl \downarrow$.
Количество выделившегося осадка:
$\nu (C_{6}H_{5}NH_{3}Cl) = \frac{5,18}{129,5} = 0,04 моль$,
отсюда количество анилина $\nu (C_{б}H_{5}NH_{2}$) также равно 0,04 моль.
Со щелочью реагирует фенол:
$C_{6}H_{5}OH + NaOH \rightarrow C_{6}H_{5}ONa + H_{2}O$,
По условию задачи количество израсходованной щелочи:
$\nu (NaOH) = 8,00 \frac{0,1}{40} = 0,02 моль$,
отсюда количество фенола $\nu (C_{6}H_{5}OH$) также равно 0,02 моль.
Количество диоксида углерода после сгорания всегда будет в шесть раз больше количества смеси ($C_{6}H_{5}R + [O] \rightarrow 6CO_{2}$).
Реакция между диоксидом углерода и известковой водой выражается уравнением:
$CO_{2} + Ca(OH)_{2} \rightarrow CaCO_{3} \downarrow + H_{2}O$,
По условию задачи количество выпавшего осадка равно
$\nu (CaCO_{3}) = \frac{90}{100} = 0,9 моль$,
отсюда $\nu (CO_{2})$ также равно 0,9 моль, значит
$\nu (смеси) = \frac{0,9}{6} = 0,15 моль$.
Количество бензола в смеси:
$\nu (C_{6}H_{6}) = 0,15 - 0,04 - 0,02 = 0,09 моль$.
Рассчитаем массу исходной смеси:
$m = m(анилина) + m(фенола) + m(бензола) = 0,04 \cdot 93 + 0,02 \cdot 94 + 0,09 \cdot 78 = 12,62 г$.
Массовые доли веществ в исходной смеси:
$\omega (C_{6}H_{5}NH_{2}) = 0,04 \frac{93}{12,62} = 0,295$ (или 29,5%);
$\omega (C_{6}H_{5}OH) = 0,02 \frac{94}{12,62} = 0,149$ (или 14,9%);
$\omega (C_{6}H_{6}) = 1 - 0,295 - 0,149 = 0,556$ (или 55,6%).
Ответ: 29,5% $C_{6}H_{5}NH_{2}$, 14,9% $C_{6}H_{5}OH$, 55,6% $C_{6}H_{6}$.