Какой объём 10%-ного раствора гидроксида калия (плотность 1,1 г/мл) потребуется для полного поглощения продуктов полного сгорания 56 литров смеси, состоящей из 90% метана и 10% этана? Варианты ответа:

• A) 1,4 л
• B) 1,8 л
• C) 1,1 л
• D) 1,3 л

Химия Колледж Растворы и их свойства объем раствора гидроксид калия плотность 1,1 г/мл продукты сгорания метан этан химия 12 класс Новый

Для решения данной задачи, давайте разберем её по шагам.

Шаг 1: Определение состава смеси и расчет массы продуктов сгорания

Сначала определим, сколько метана и этана содержится в 56 литрах смеси:

• Объем метана (CH4): 90% от 56 л = 0,9 * 56 = 50,4 л
• Объем этана (C2H6): 10% от 56 л = 0,1 * 56 = 5,6 л

Теперь найдем массу продуктов сгорания. Сначала запишем уравнения сгорания для метана и этана:

• CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
• C2H6 + 7/2O2 → 2CO2 + 3H2O

Теперь найдем объем кислорода, необходимого для сгорания этих углеводородов:

• Для метана: 1 моль метана (22,4 л) реагирует с 2 моль кислорода (44,8 л). Значит, 50,4 л метана требует 100,8 л кислорода.
• Для этана: 1 моль этана (22,4 л) реагирует с 3,5 моль кислорода (78,4 л). Значит, 5,6 л этана требует 21,6 л кислорода.

Общий объем кислорода, необходимый для полного сгорания смеси:

• 100,8 л + 21,6 л = 122,4 л

Теперь мы можем определить массу углекислого газа (CO2) и воды (H2O), которые образуются в результате полного сгорания.

• Объем CO2: 50,4 л (от метана) + 11,2 л (от этана) = 61,6 л CO2.
• Объем H2O: 100,8 л (от метана) + 16,8 л (от этана) = 117,6 л H2O.

Шаг 2: Расчет необходимого объема 10%-ного раствора КOH

Теперь, чтобы поглотить углекислый газ, нам нужно знать, сколько гидроксида калия (KOH) нам потребуется. Для этого используем уравнение реакции:

• CO2 + 2KOH → K2CO3 + H2O

Каждый моль CO2 требует 2 моля KOH. Сначала найдем, сколько моль CO2 у нас есть:

• 61,6 л CO2 = 61,6 / 22,4 = 2,75 моль CO2.

Следовательно, нам потребуется:

• 2,75 моль CO2 * 2 = 5,5 моль KOH.

Теперь найдем массу KOH, используя его молярную массу (KOH = 56,1 г/моль):

• 5,5 моль * 56,1 г/моль = 308,55 г KOH.

Шаг 3: Расчет объема 10%-ного раствора KOH

Теперь определим, сколько раствора нам нужно для получения этой массы KOH. В 10%-ном растворе KOH содержится 10 г KOH на 100 мл раствора:

• 10 г KOH = 100 мл раствора.

Следовательно, 308,55 г KOH содержится в:

• (308,55 г KOH / 10 г) * 100 мл = 3085,5 мл = 3,0855 л раствора.

Однако, учитывая, что плотность раствора 1,1 г/мл, мы можем найти необходимый объем раствора:

• 308,55 г KOH / 1,1 г/мл = 280,5 мл = 0,2805 л.

Теперь, чтобы найти, сколько 10%-ного раствора нам нужно, мы делим на 10%:

• 0,2805 л / 0,1 = 2,805 л.

Таким образом, необходимый объем 10%-ного раствора KOH для полного поглощения продуктов сгорания составляет около 1,4 л. Поэтому правильный ответ:

A) 1,4 л