Будет ли бесцветной бромная вода после пропускания газа?
Газ, образовавшийся при обработке 19,2 г меди 22,79 мл 94%-ной серной кислотой (ρ = 1,83 г/мл), пропустили через 1200 г бромной воды с массовой долей брома 4%. Будет ли раствор бесцветным после пропускания газа?
Дано
`m(Cu) = 19.2 text{ г}`
`V(text{р-ра } H_2SO_4) = 22.79 text{ мл}`
`ρ(text{р-ра } H_2SO_4) = 1.83 text{ г/мл}`
`ω(H_2SO_4) = 94%`
`m(text{бромной воды}) = 1200 text{ г}`
`ω(Br_2) = 4%`
Найти
`text{будет ли раствор бесцветным?}`
Решение
Запишем уравнения реакций:
`Cu + 2H_2SO_4 = CuSO_4 + SO_2 text{↑} + 2H_2O`
`SO_2 + Br_2 + 2H_2O = H_2SO_4 + 2HBr`
Найдём количество вещества меди:
`n(Cu) = (m(Cu))/(M(Cu)) = 19.2/64 = 0.3 text{ моль}`
Найдём массу раствора серной кислоты:
`m(text{р-ра } H_2SO_4) = ρ(text{р-ра } H_2SO_4) * V(text{р-ра } H_2SO_4) = 1.83 * 22.79 = 41.71 text{ г}`
Найдём массу чистой серной кислоты:
`m(H_2SO_4) = (ω(H_2SO_4) * m(text{р-ра } H_2SO_4))/100 = (94 * 41.71)/100 = 39.21 text{ г}`
Найдём количество вещества серной кислоты:
`n(H_2SO_4) = (m(H_2SO_4))/(M(H_2SO_4)) = 39.21/98 = 0.4 text{ моль}`
Серная кислота находится в недостатке, поэтому расчёт ведём по ней. Согласно уравнению реакции, количество вещества SO₂ в два раза меньше количества вещества H₂SO₄:
`n(SO_2) = (n(H_2SO_4))/2 = 0.4/2 = 0.2 text{ моль}`
Найдём массу брома в бромной воде:
`m(Br_2) = (ω(Br_2) * m(text{бромной воды}))/100 = (4 * 1200)/100 = 48 text{ г}`
Найдём количество вещества брома:
`n(Br_2) = (m(Br_2))/(M(Br_2)) = 48/160 = 0.3 text{ моль}`
По уравнению реакции SO₂ и Br₂ реагируют в соотношении 1:1. Бром находится в избытке, поэтому часть его не прореагирует. Количество непрореагировавшего брома:
`n_text{изб.}(Br_2) = n(Br_2) - n(SO_2) = 0.3 - 0.2 = 0.1 text{ моль}`
Так как в растворе останется бром, то раствор не обесцветится.
Ответ
Раствор не будет бесцветным.