Решение задач на уксусную кислоту

В ПОМОЩЬ МОЛОДОМУ УЧИТЕЛЮ

Из опыта работы

Одним из главных критериев усвоения химии как учебной дисциплины является умение учащихся решать расчетные и качественные задачи. В процессе преподавания в профильных классах с углубленным изучением химии это имеет особую актуальность, т. к. на всех вступительных экзаменах по химии предлагаются задачи повышенного уровня сложности. Наибольшую трудность при изучении органической химии вызывают задачи на определение количественного состава многокомпонентной смеси веществ, качественное распознавание смеси веществ и разделение смесей. Это связано с тем, что для решения таких задач необходимо глубоко понимать химические свойства изучаемых веществ, уметь анализировать, сравнивать свойства веществ разных классов, а также иметь хорошую математическую подготовку. Очень важный момент в обучении – обобщение сведений о классах органических веществ. Рассмотрим методические приемы формирования у учащихся умения решать задачи на смеси органических соединений.

  • Где какое вещество (качественный состав)?
  • Сколько вещества в растворе (количественный состав)?
  • Как разделить смесь?

ЭТАП 1. Обобщение знаний о химических свойствах углеводородов с помощью таблицы (табл. 1).

ЭТАП 2. Решение качественных задач.

Задача 1. Газовая смесь содержит этан, этилен и ацетилен. Как доказать присутствие в данной смеси каждого из газов? Напишите уравнения необходимых реакций.

Решение

При пропускании смеси через решение задач на уксусную кислоту аммиачный раствор оксида серебра поглощается только ацетилен:

С2Н2 + Аg2O = С2Аg2 + НОН.

Из оставшихся газов бромную воду будет обесцвечивать только этилен:

С2Н4 + Вr2 = С2Н4Вr2.

Третий газ – этан – горит:

2С2Н6 + 7О2 4СО2 + 6Н2О.

Таблица 1

Химические свойства углеводородов

Реагент Представители углеводородов СН3СН3 этан СН2=СН2 этилен СНСН ацетилен С6Н6 бензол С6Н5СН3 толуол С6Н5СН=СН2 стирол С6Н10 циклогексен Br2 (водн.) + + + + KMnO4 + + + + + Ag2O
(р-р в
NH3 водн.)
+ Na + O2 + + + + + + +

Задача 2. Выделите в чистом виде компоненты смеси, состоящей из ацетилена, пропена и пропана. Напишите уравнения необходимых реакций.

Решение

При пропускании смеси через аммиачный раствор оксида серебра поглощается только ацетилен:

С2Н2 + Аg2O = С2Аg2 + НОН.

Для регенерации ацетилена полученный ацетиленид серебра обрабатывают соляной кислотой:

С2Аg2 + 2НСl = С2H2 + 2AgCl.

При пропускании оставшихся газов через бромную воду поглотится пропен:

С3Н6 + Br2 = С3H6Br2.

Для регенерации пропена полученный дибромпропан обрабатывают цинковой пылью:

С3Н6Вr2 + Zn = С3Н6+ ZnBr2.

ЭТАП 3. Решение расчетных задач.

Задача 3. Известно, что 1,12 л (н.у.) смеси ацетилена с этиленом в темноте полностью связывается с 3,82 мл брома ( = 3,14 г/мл). Во сколько раз уменьшится объем смеси после пропускания ее через аммиачный раствор оксида серебра?

Решение

С бромом реагируют оба компонента смеси. Составим уравнения реакций:

С2Н4 + Br2 = С2Н4Вr2,

С2Н2 + 2Вr2 = С2Н2Вr4.

Обозначим количество вещества этилена через х моль, а количество вещества ацетилена через
y моль. Из химических уравнений видно, что количество вещества реагирующего брома будет в первом случае х моль, а во втором – 2y моль. Количество вещества газовой смеси:

= V/VM = 1,12/22,4 = 0,05 моль,

а количество вещества брома:

(Br2) = V/M = 3,82•3,14/160 = 0,075 моль.

Составим систему уравнений с двумя неизвестными:

Решая систему, получим, что количество вещества этилена в смеси равно количеству вещества ацетилена (по 0,025 моль). С аммиачным раствором серебра реагирует только ацетилен, поэтому при пропускании газовой смеси через раствор Ag2O объем газа уменьшится ровно в два раза.

Задача 4. Газ, выделившийся при сгорании смеси бензола и циклогексена, пропустили через избыток баритовой воды. При этом получили 35,5 г осадка. Найдите процентный состав исходной смеси, если такое же ее количество может обесцветить 50 г раствора брома в тетрахлориде углерода с массовой долей брома 3,2%.

Решение

Установим содержание циклогексена в смеси (бензол с раствором брома в тетрахлориде углерода не реагирует). Для этого запишем уравнение реакции:

С6Н10 + Br2 = C6H10Br2.

Количество вещества циклогексена равно количеству вещества брома:

(Br2) = m/M = 0,032•50/160 = 0,01 моль.

Масса циклогексена составляет 0,82 г.

Запишем уравнения реакций сжигания углеводородов:

С6Н6 + 7,5О2 = 6СО2 + 3Н2О,

С6Н10 + 8,5О2 = 6СО2+ 5Н2О.

0,01 моль циклогексена образует при сжигании 0,06 моль углекислого газа. Выделяющийся углекислый газ образует осадок с баритовой водой по уравнению:

СО2 + Ba(OH)2 = BaСО3 + Н2О.

Количество вещества осадка карбоната бария (BaCO3) = m/M = 35,5/197 = 0,18 моль равно количеству вещества всего углекислого газа.

Количество вещества углекислого газа, образовавшегося при сгорании бензола, составляет:

0,18 – 0,06 = 0,12 моль.

По уравнению реакции горения бензола рассчитываем количество вещества бензола – 0,02 моль. Масса бензола – 1,56 г.

Масса всей смеси:

0,82 + 1,56 = 2,38 г.

Массовые доли бензола и циклогексена равны соответственно 65,5% и 34,5%.

Решение задач на смеси в теме «Кислородсодержащие органические соединения» происходит аналогичным образом.

ЭТАП 4. Составление сравнительно-обобщающей таблицы (табл. 2).

ЭТАП 5. Распознавание веществ.

Задача 5. С помощью качественных реакций докажите присутствие в данной смеси фенола, муравьиной кислоты и уксусной кислоты. Напишите уравнения реакций, укажите признаки их протекания.

Решение

Из компонентов смеси фенол реагирует с бромной водой с образованием белого осадка:

С6Н5ОН + 3Вr2 = С6Н2Вr3ОН + 3НВr.

Наличие муравьиной кислоты можно установить при помощи аммиачного раствора оксида серебра:

НСООН + 2Аg(NН3)2ОН = 2Аg + NH4HCO3 + 3NН3 + НОН.

Cеребро выделяется в виде осадка или зеркального налета на стенках пробирки.

Если после добавления избытка аммиачного раствора оксида серебра смесь дает вскипание c раствором питьевой соды, то можно утверждать, что в смеси присутствует уксусная кислота:

СН3СООН + NaНСО3 = СН3СООNа + СО2 + Н2O.

Таблица 2

Химические свойства кислородсодержащих
органических веществ

Реагент Представители кислородсодержащих соединений СН3ОН метанол С6Н5ОН фенол НСНО метаналь НСООН муравьиная кислота СН3СНО ацет-
альдегид
НСООСН3 метил-
формиат
С6Н12О6 глюкоза Na + + + + NaOH + + + NaHCO3 + Ba2 (водн.) + + + + + + Ag2O
(р-р в
NH3 водн.)
+ + + + +

Задача 6. В четырех пробирках без надписей находятся этанол, ацетальдегид, уксусная кислота и муравьиная кислота. При помощи каких реакций можно различить вещества в пробирках? Составьте уравнения реакций.

Решение

Анализируя особенности химических свойств данных веществ, приходим к выводу, что для решения проблемы следует воспользоваться раствором гидрокарбоната натрия и аммиачным раствором оксида серебра. Ацетальдегид реагирует только с оксидом серебра, уксусная кислота – только с гидрокарбонатом натрия, а муравьиная кислота – и с тем, и с другим реактивом. Вещество, не вступающее в реакцию ни с одним из реактивов, – этанол.

Уравнения реакций:

СН3СНО + 2Аg(NН3)2ОН = СН3СООNH4 + 2Аg + 3NН3 + НОН,

СН3СООН + NаНСО3 = СН3СООNа + СО2 + НОН,

НСООН + 2Аg(NН3)2ОН = 2Аg + NH4HСО3 + 3NН3 +НОН,

НСООН + NаНСО3 = НСООNа + СО2 + НОН.

ЭТАП 6. Определение количественного состава смеси.

Задача 7. На нейтрализацию 26,6 г смеси уксусной кислоты, ацетальдегида и этанола израсходовано 44,8 г 25%-го раствора гидроксида калия. При взаимодействии такого же количества смеси с избытком металлического натрия выделилось 3,36 л газа при н.у. Вычислите массовые доли веществ в данной смеси.

Решение

С металлическим Na будут реагировать уксусная кислота и этанол, а с КОН – только уксусная кислота. Составим уравнения реакций:

СН3СООН + Nа = СН3СООNа + 1/2H2, (1)

С2Н5ОН + Nа = С2Н5ONa + 1/2Н2, (2)

СН3СООН + КОН = CH3СООК + НОН. (3)

Найдем количества веществ исходных реагентов и проведем расчеты по уравнениям реакций:

(KOH) = 44,8•0,25/56 = 0,2 моль;

(СН3СООН) = 0,2 моль,

m(СН3СООН) = 0,2•60 = 12 г,

(СН3СООН) = (12/26,6)•100 = 45,11%.

Количество вещества водорода, выделившегося в двух реакциях:

(H2) = 3,36/22,4 = 0,15 моль;

(H2), выделившегося в реакции (1), – 0,1 моль; (H2) в реакции (2):

0,15 – 0,1 = 0,05 моль.

(С2H5ОН) = 0,1 моль,

m(С2H5ОН) = 0,1•46 = 4,6 г,

(С2H5ОН) = 17,29%.

(СН3СНО) = 100 – 45,11 – 17,29 = 37,6%.

Формирование умений решать задачи на смеси органических соединений по данной методике позволяет в 11-м классе при изучении темы «Азотсодержащие органические вещества» значительно повышать уровень сложности расчетных заданий.

Задача 8. Смесь пиридина и анилина массой 16,5 г обработали 66,8 мл 14%-й хлороводородной кислоты ( = 1,07 г/мл). Для нейтрализации смеси потребовалось добавить 7,5 г триэтиламина. Рассчитайте массовые доли солей в полученном растворе.

Решение

Составим уравнения реакций:

С5Н5N + НСl = (С5Н5NH)Cl,

С6Н5NH2 + НСl = (С6Н5NН3)Cl,

(С2Н5)3N + НСl = ((С2Н5)3NН)Сl.

Рассчитаем количества веществ – участников реакций:

(HCl) = 0,274 моль,

((С2Н5)3N) = 0,074 моль.

На нейтрализацию триэтиламина израсходовано также 0,074 моль кислоты, а для реакции со смесью: 0,274 – 0,074 = 0,2 моль.

Используем тот же прием, что и в задаче 3. Обозначим х – число моль пиридина и y – число анилина в смеси. Составим систему уравнений:

Решая систему, получим, что количество пиридина – 0,15 моль, а анилина – 0,05 моль. Рассчитаем количества веществ хлороводородных солей пиридина, анилина и триэтиламина, их массы и массовые доли. Они составляют соответственно 0,15 моль, 0,05 моль, 0,074 моль; 17,33 г, 6,48 г, 10,18 г; 18,15%, 6,79%, 10,66%.

ЛИТЕРАТУРА

Кузьменко Н.Е., Еремин В.В. Химия. 2400 задач для школьников и поступающих в вузы. М.: Дрофа, 1999;
Ушкалова В.Н., Иоанидис Н.В. Химия: конкурсные задания и ответы. Пособие для поступающих в вузы. М.: Просвещение, 2000.

А.В.НОВОСЕЛОВ,
учитель химии Белозерской средней школы
(с. Белозерское, Курганская обл.)


Источник: http://him.1september.ru/article.php?id=200500705


Какие методы получения уксусной кислоты вам известны и которые из них Гдз экономик 7 класс



Решение задач на уксусную кислоту Раствор уксуса - Логическая задача (Математические) на Эрудитов. Нет
Решение задач на уксусную кислоту 10 класс. Химия. Карбоновые кислоты - Примеры задач по теме Курсотека
Решение задач на уксусную кислоту Новоселов А. Учимся решать задачи на смеси органических веществ
Решение задач на уксусную кислоту Нахождение массовой доли уксусной кислоты в смеси с муравьиной
Решение задач на уксусную кислоту Задачи на растворы. ЗНАТОКИ РЕШАЮТ : помощь по ХИМИИ ВКонтакте
Решение задач на уксусную кислоту Решение задач. Приготовление и свойства растворов
Ответы Задача по химии на нейтрализацию раствора Примеры решения задач Административное право. Шпаргалка: кратко, самое главное Введение в МСФО. Отчет о движении денежных средств ГДЗ (решебник, ответы) Алгебра Начало Анализа Самостоятельные ГДЗ за 11 класс Решение на пятёрке! ГДЗ по русскому языку 2 класс Канакина, Горецкий часть 1 Греков В.Ф.Русский Язык Гдз 10 Электронная версия