Đề bài
Cho 6 gam hỗn hợp khí gồm metan và etilen, chiếm thể tích 6,72 lít ở điều kiện tiêu chuẩn.
a] Tính thành phần phần trăm của mỗi chất trong hỗn hợp theo thể tích và theo khối lượng.
b] Khi dẫn 13,44 lít hỗn hợp khí đó qua dung dịch nước brom, nhận thấy dung dịch brom nhạt màu và bình chứa dung dịch tăng thêm m gam, tính m.
Lời giải chi tiết
a] Đặt số mol các chất trong hỗn hợp là \[C{H_4}:\,\,a\,mol;\,{C_2}{H_4}:\,b\,mol\]
\[\begin{array}{l}{m_{C{H_4}}} + {m_{{C_2}{H_4}}} = 6\\ \Rightarrow 16a + 28b = 6\,\,[I]\\{n_{C{H_4}}} + {n_{{C_2}{H_4}}} = \dfrac{{6,72}}{{22,4}} \\\Rightarrow a + b = 0,3\,[II]\\\text{Từ}\,\,[I],\,[II]\, \Rightarrow a = 0,2mol;\,b = 0,1mol\end{array}\]
Phần trăm thể tích mỗi chất trong hỗn hợp là:
\[\begin{array}{l}\% {V_{C{H_4}}} = \% {n_{C{H_4}}} = \dfrac{{{n_{C{H_4}}}}}{{{n_{hh}}}}.100 = \dfrac{{0,2}}{{0,3}}.100 = 66,67\% \\ \Rightarrow \% {V_{{C_2}{H_4}}} = 100 - 66,67 = 33,33\% \end{array}\]
Phần trăm khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp là:
\[\begin{array}{l}\% {m_{C{H_4}}} = \dfrac{{{m_{C{H_4}}}}}{{{m_{hh}}}}.100 = \dfrac{{16.0,2}}{6}.100 = 53,33\% \\ \Rightarrow \% {m_{{C_2}{H_4}}} = 100 - 53,33 = 46,67\% \end{array}\]
\[b]\dfrac{{13,44}}{{6,72}} = 2\]
\[\Rightarrow \] Số mol các chất trong 13,44 lít hỗn hợp khí là:
\[\begin{array}{l}{n_{C{H_4}}} = 2.0,2 = 0,4mol\\{n_{{C_2}{H_4}}} = 2.0,1 = 0,2mol\end{array}\]
CH4 không bị dung dịch brom hấp thụ, C2H4 bị dung dịch brom hấp thụ theo phương trình sau:
\[C{H_2} = C{H_2} + B{r_2} \to BrC{H_2} - C{H_2}Br\]
Dung dịch brom bị nhạt màu, chứng tỏ brom vẫn còn dư \[ \Rightarrow {C_2}{H_4}\] hết
Khối lượng bình brom tăng chính là khối lượng \[{C_2}{H_4}:\]
\[\,m = {m_{{C_2}{H_4}}} = 28.0,2 = 5,6\,\,gam\]