Решение задач №33 и №34, вариант 2

Ниже представлено подробное решение задач №33 и №34 из варианта 2. Решение задачи №33 1) Определение молекулярной формулы вещества. Пусть общая формула вещества \( C_xH_yO_z \). Массовая доля водорода равна: \[ w(H) = 100\% - w(C) - w(O) = 100\% - 49,31\% - 43,84\% = 6,85\% \] Находим соотношение атомов: \[ x : y : z = \frac{w(C)}{M(C)} : \frac{w(H)}{M(H)} : \frac{w(O)}{M(O)} \] \[ x : y : z = \frac{49,31}{12} : \frac{6,85}{1} : \frac{43,84}{16} \] \[ x : y : z = 4,11 : 6,85 : 2,74 \] Разделим на наименьшее число (2,74): \[ x : y : z = 1,5 : 2,5 : 1 \] Умножаем на 2, чтобы получить целые числа: \[ x : y : z = 3 : 5 : 2 \] Простейшая формула — \( C_3H_5O_2 \). Так как вещество реагирует с щелочью с образованием этанола и соли, это сложный эфир. Минимальное количество атомов кислорода для сложного эфира — 2. Однако, при гидролизе сложного эфира \( C_3H_5O_2 \) не может получиться этанол (\( C_2H_5OH \)), так как в остатке кислоты останется всего 1 атом углерода, а формула не сойдется по водородам. Удвоим формулу: \( C_6H_{10}O_4 \). Это может быть диэфир щавелевой кислоты. Проверим: щавелевая кислота \( HOOC-COOH \), ее диэтиловый эфир — \( C_2H_5-OOC-COO-C_2H_5 \). Формула \( C_6H_{10}O_4 \). Молекулярная формула: \( C_6H_{10}O_4 \). 2) Структурная формула: \[ CH_3-CH_2-O-C(O)-C(O)-O-CH_2-CH_3 \] (Диэтилоксалат) 3) Уравнение реакции с гидроксидом натрия: \[ C_2H_5OOC-COOC_2H_5 + 2NaOH \rightarrow NaOOC-COONa + 2C_2H_5OH \] --- Решение задачи №34 1) Уравнения реакций: \[ Zn_3P_2 + 6HCl \rightarrow 3ZnCl_2 + 2PH_3 \uparrow \] (1) \[ Mg_3N_2 + 8HCl \rightarrow 3MgCl_2 + 2NH_4Cl \] (2) Обратите внимание: аммиак, образующийся при гидролизе нитрида, в избытке соляной кислоты превращается в хлорид аммония. 2) Вычисление количества вещества смеси: Общее число электронов в смеси равно \( 32 \cdot N_A \), значит количество электронов \( n(e^-) = 32 \) моль. Пусть \( n(Zn_3P_2) = x \) моль, \( n(Mg_3N_2) = y \) моль. Число электронов в одной молекуле \( Zn_3P_2 \): \( 3 \cdot 30 + 2 \cdot 15 = 120 \). Число электронов в одной молекуле \( Mg_3N_2 \): \( 3 \cdot 12 + 2 \cdot 7 = 50 \). Составим систему уравнений по массе смеси и количеству электронов: \[ \begin{cases} 257x + 100y = 65,7 \\ 120x + 50y = 32 \end{cases} \] Из второго уравнения: \( 50y = 32 - 120x \Rightarrow y = 0,64 - 2,4x \). Подставляем в первое: \[ 257x + 100(0,64 - 2,4x) = 65,7 \] \[ 257x + 64 - 240x = 65,7 \] \[ 17x = 1,7 \Rightarrow x = 0,1 \text{ моль } (Zn_3P_2) \] \[ y = 0,64 - 2,4 \cdot 0,1 = 0,4 \text{ моль } (Mg_3N_2) \] 3) Расчет массы оставшейся кислоты: Исходное количество \( HCl \): \[ m(HCl)_{исх} = 876 \cdot 0,25 = 219 \text{ г} \] \[ n(HCl)_{исх} = \frac{219}{36,5} = 6 \text{ моль} \] Затрачено \( HCl \) по реакциям: \[ n(HCl)_{реаг} = 6x + 8y = 6 \cdot 0,1 + 8 \cdot 0,4 = 0,6 + 3,2 = 3,8 \text{ моль} \] Осталось \( HCl \): \[ n(HCl)_{ост} = 6 - 3,8 = 2,2 \text{ моль} \] \[ m(HCl)_{ост} = 2,2 \cdot 36,5 = 80,3 \text{ г} \] 4) Расчет массовой доли кислоты в конечном растворе: Масса конечного раствора: \[ m_{р-ра} = m_{смеси} + m_{р-ра HCl} - m(PH_3) \] Газ \( PH_3 \) улетает, а \( NH_3 \) остается в растворе в виде соли. \[ n(PH_3) = 2x = 0,2 \text{ моль} \] \[ m(PH_3) = 0,2 \cdot 34 = 6,8 \text{ г} \] \[ m_{р-ра} = 65,7 + 876 - 6,8 = 934,9 \text{ г} \] Массовая доля \( HCl \): \[ w(HCl) = \frac{80,3}{934,9} \cdot 100\% \approx 8,59\% \] Ответ: \( w(HCl) = 8,59\% \).