Примеры решения задач. Пример 30.1.Составить уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений:

Пример 30.1. Составить уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений:

Метан → X → Y → уксусная кислота. Назвать вещества X и Y.

Решение. При нагревании метана получают ацетилен – вещество Х:

2СН₄ → С₂Н₂ + 3Н₂

Гидратацией ацетилена в присутствии солей ртути (II) синтезируют уксусный альдегид – вещество Y:

C₂H₂ + H₂O → CH₃COH

Окислив уксусный альдегид кислородом воздуха в присутствии катализатора, получают уксусную кислоту:

2СН₃СОН + О₂ → 2СН₃СООН

Пример 30.2. В трех пробирках без надписей находятся следующие вещества: этанол, муравьиная кислота, уксусная кислота. При помощи каких химических реакций можно различить эти вещества?

Решение. Спирт (этанол) можно отличить по действию веществ на индикаторы. Например, кислоты окрашивают синий лакмус в красный цвет, спирт – нет.

Различить муравьиную и уксусную кислоту легко, так как муравьиная кислота проявляет некоторые свойства альдегидов. Например, она вступает в реакцию «серебряного зеркала» (уксусная – нет):

НСООН + Ag₂O → CO₂↑ + 2Ag + H₂O

Пример 30.3. Какой объем уксусной эссенции плотностью 1,07 г/мл надо взять для приготовления столового уксуса объмом 200 мл и плотностью 1,007 г/мл? Массовая доля уксусной кислоты в уксусной эссенции равна 80 %, в уксусе – 6 %.

Решение. Определяем массу раствора уксуса, который надо приготовить:

m = V∙ ρ; m = 200 ∙ 1,007 = 201,4 г.

Рассчитаем массу уксусной кислоты, которая содержится в уксусе:

m (CH₃COOH) = m ∙ ω (CH₃COOH) = 201,4 ∙ 0,06 = 12,1 г.

Вычисляем массу уксусной эссенции m′, которая содержит уксусную кислоту массой 12,1 г:

г

Находим объем уксусной эссенции:

мл.

Задачи

№ 30.1. При помощи каких реакций можно осуществить следующие превращения: С₂Н₄ → С₂Н₅СОН → С₃Н₇ОН → С₃Н₇СООН

№ 30.2. Сколько изомерных карбоновых кислот может соответствовать формуде С₅Н₁₀О₂? Написать структурные формулы этих изомеров.

(Ответ: 4 изомера).

№ 30.3. При окислении муравьиной кислоты получили газ, который пропустили через избыток раствора гидроксида кальция. При этом образовался осадок массой 20 г. Какая масса муравьиной кислоты взята для окисления?

(Ответ: 9,2 г).

№ 30.4. В четырех пробирках находятся следующие вещества: пропионовая кислота, раствор формальдегида, раствор фенола в бензоле, метанол. При помощи каких химических реакций можно различить эти вещества?

№ 30.5. Составить уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

CH₄ → CH₃Cl → CH₃ОH → HCOH → HCOOH → CO₂

№ 30.6. Какие массы растворов уксусной кислоты с массовой долей СН₃СООН 90 и 10 % надо взять для получения раствора массой 200 г с массовой долей кислоты 40 %? (Ответ: раствора с массовой долей 90 % − 75 г;

10 % − 125 г).

№ 30.7. Сколько изомерных карбоновых кислот может соответствовать формуле С₆Н₁₂О₂? Написать структурные формулы этих изомеров.

(Ответ: 9 изомеров).

№ 30.8. С помощью каких реакций можно осуществить превращения по следующим схемам:

а) метанол → Х → формиат натрия;

б) уксусный альдегид → Y → ацетат кальция. Написать уравнения этих реакций. Назвать вещества Х и Y.

№ 30.9. Какой объем воды надо прибавить к 300 мл 70 %-ного раствора уксусной кислоты (ρ = 1,07 г/мл), чтобы получить 30 %-ный раствор?

(Ответ: 428 мл).

№ 30.10. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

СаС₂ → С₂Н₂ → СН₃СОН → СН₃СООН

№ 30.11. Рассчитать объем оксида углерода (II) (н.у.), который потребуется для получения раствора муравьиной кислоты массой 16,1 кг. Массовая доля

НСООН в растворе, который требуется получить, равна 40 %.

(Ответ: 3136 л).

№ 30.12. Написать структурные формулы следующих кислот:

а) 3-метил-2-этилгексановая кислота; б) 4,5-диметилоктановая кислота;

в) 2,2,3,3-тетраметилпентановая кислота.

№ 30.13. Рассчитать массу бутановой кислоты, которая образуется при окислении бутанола-1 массой 40,7 г. (Ответ: 48,4 г).

№ 30.14. Какой объем 20 %-ного раствора гидроксида калия плотностью

1,2 г/мл потребуется для полной нейтрализации 22,2 г пропионовой кислоты?

(Ответ: 70 мл).

№ 30.15. Написать уравнение реакции диссоциации бутановой кислоты и реакции получения натриевой соли этой кислоты.

№ 30.16. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

пропионовая кислота ← этилен → этанол → уксусная кислота

№ 30.17. К раствору муравьиной кислоты массой 36,8 г добавили избыток окислителя. Газ, полученный в результате окисления, пропустили через избыток баритовой воды Ва(ОН)₂, в результате чего получили осадок массой 39,4 г. Определить массовую долю кислоты в исходном растворе. (Ответ: 25 %).

№ 30.18. На нейтрализацию 3,7 г одноосновной предельной кислоты израсходовано 100 мл 0,5 М раствора КОН. Написать структурную формулу этой кислоты.

№ 30.19. На нейтрализацию 30 г смеси раствора уксусной кислоты и фенола израсходовано 100 мл 2 М раствора NaOH, а при действии бромной воды на эту смесь образовалось 33,1 г осадка. Определить массовую долю (%) кислоты и фенола в растворе. (Ответ: 20 % кислоты и 31,3 % фенола).

№ 30.20. Определить массовую долю хлоруксусной кислоты, полученной при пропускании хлора в 75 %-ный раствор уксусной кислоты.

(Ответ: 82,5 %).