Разделы 
Дополнительно
Задача по химии - 3735
2023-09-29 
При получении анилина восстановлением нитробензола реакция прошла недостаточно полно. Отогнанный с паром анилин оказался загрязненным нитробензолом. 1/25 часть полученного анилина сожгли, газообразные продукты реакции поглотили избытком водного раствора $KOH$. При этом не поглотилось 0,448 л газа. Такую же часть полученного анилина обработали 25 мл 20 % раствора $H_{2}SO_{4}$ ($\rho = 1,14 г/мл$), при этом образовалось 6,88 г осадка. Сколько получили анилина и какова массовая доля ($\omega$ %) нитробензола оказалось в нем?
Решение:
$2C_{6}H_{5}NO_{2} + 12,5O_{2} \rightarrow 12CO_{2} + 5H_{2}O + N_{2}$ (1)
$2C_{6}H_{5}NH_{2} + 15,5O_{2} \rightarrow 12CO_{2} + 7H_{2}O + N_{2}$ (2)
$C_{6}H_{5} - NH_{2} + H_{2}SO_{4} \rightarrow C_{6}H_{5}NH_{2} \cdot H_{2}SO_{4} \downarrow$ (3)
$M(H_{2}SO_{4}) =98 г/моль, M(C_{6}H_{5}NH_{2} \cdot H_{2}SO_{4}) = 191 г/моль$.
$M(C_{6}H_{5}NH_{2}) = 93 г/моль, M(C_{6}H_{5}NO_{2}) = 123 г/моль$.
При сжигании 1/25 части анилина образовалось 0,448 л азота или 0,02 моль (уравнение (1) и (2)). Значит смесь анилина и нитробензола содержит 0,04 моль. Из них только анилин взаимодействует с указанным количеством $H_{2}SO_{4}$: $\frac{25 \cdot 1,14 \cdot 20}{100} = 5,7 г$ или $\frac{5,7 г}{98 г / моль} = 0,058 моль$ $H_{2}SO_{4}$ образовал (уравнение (3)) осадок труднорастворимого в воде сульфата анилина в количестве $\frac{6,68 г }{191 г/моль} = 0,036 моль$, что соответствует 0,036 моль анилина или 3,35 г. Следовательно, Нитробензола в исследуемой порции содержалось 0,04 - 0,036 = 0,004 моля или 0,49 г или $\frac{0,49 \cdot 100}{0,49 + 3,35} = 13$%.
Ответ: Всего анилина с 13% примесью нитробензола было выделено $(0,49 + 3,35) \cdot 25 = 96 г$.
При получении анилина восстановлением нитробензола реакция прошла недостаточно полно. Отогнанный с паром анилин оказался загрязненным нитробензолом. 1/25 часть полученного анилина сожгли, газообразные продукты реакции поглотили избытком водного раствора $KOH$. При этом не поглотилось 0,448 л газа. Такую же часть полученного анилина обработали 25 мл 20 % раствора $H_{2}SO_{4}$ ($\rho = 1,14 г/мл$), при этом образовалось 6,88 г осадка. Сколько получили анилина и какова массовая доля ($\omega$ %) нитробензола оказалось в нем?
Решение:
$2C_{6}H_{5}NO_{2} + 12,5O_{2} \rightarrow 12CO_{2} + 5H_{2}O + N_{2}$ (1)
$2C_{6}H_{5}NH_{2} + 15,5O_{2} \rightarrow 12CO_{2} + 7H_{2}O + N_{2}$ (2)
$C_{6}H_{5} - NH_{2} + H_{2}SO_{4} \rightarrow C_{6}H_{5}NH_{2} \cdot H_{2}SO_{4} \downarrow$ (3)
$M(H_{2}SO_{4}) =98 г/моль, M(C_{6}H_{5}NH_{2} \cdot H_{2}SO_{4}) = 191 г/моль$.
$M(C_{6}H_{5}NH_{2}) = 93 г/моль, M(C_{6}H_{5}NO_{2}) = 123 г/моль$.
При сжигании 1/25 части анилина образовалось 0,448 л азота или 0,02 моль (уравнение (1) и (2)). Значит смесь анилина и нитробензола содержит 0,04 моль. Из них только анилин взаимодействует с указанным количеством $H_{2}SO_{4}$: $\frac{25 \cdot 1,14 \cdot 20}{100} = 5,7 г$ или $\frac{5,7 г}{98 г / моль} = 0,058 моль$ $H_{2}SO_{4}$ образовал (уравнение (3)) осадок труднорастворимого в воде сульфата анилина в количестве $\frac{6,68 г }{191 г/моль} = 0,036 моль$, что соответствует 0,036 моль анилина или 3,35 г. Следовательно, Нитробензола в исследуемой порции содержалось 0,04 - 0,036 = 0,004 моля или 0,49 г или $\frac{0,49 \cdot 100}{0,49 + 3,35} = 13$%.
Ответ: Всего анилина с 13% примесью нитробензола было выделено $(0,49 + 3,35) \cdot 25 = 96 г$.
