سؤال ۱ از پرونده شیمی صنعتی سال ۱۱
Thread Content
آخرین بار، این پست توسط forrestwong در تاریخ ۱۵-۷-۲۰۱۶ ساعت ۱۲:۱۶ ویرایش شد. در یک مخلوط ۱ کیلوگرمی از NaCl و KCl، پس از تیمار با H2SO4، ۱.۲ کیلوگرم از K2SO4 و Na2SO4 به دست آمد. نسبت وزنی NaCl به KCl در مخلوط اولیه، کدام یک از مقادیر زیر است؟ معادله واکنش مشخص شده است: NaCl + KCl + H2SO4 → 1/2Na2SO4 + 1/2K2SO4 + HCl(A) ۰٫۲ (B) ۲٫۷ (C) ۰٫۵ (D) ۲٫۱
در این سؤال مشخص نیست کدام ماده بیشتر و کدام کمتر است، همچنین هیچ شرط راهنماای وجود ندارد. با فرض اینکه نسبتهای جرمی برای یک مقدار اضافی به ترتیب ۰.۷۷ و ۰.۸۰ باشد، پاسخها اصلاً با هم مطابقت ندارند. ضمناً، پاسخهای مرجع بر اساس ضرایب استوکیومتری واکنش محاسبه نشدهاند. چه اتفاقی افتاده؟ لطفاً همه دوستان دریایی بحث کنند. متشکرم.
@zhanghp30 @Higee
راهحل: فرض کنید مقدار NaCl برابر با x مول و مقدار KCl برابر با y مول باشد. وزن مولکولی NaCl برابر ۵۸.۵ است؛ وزن مولکولی KCl برابر ۷۴.۵ است؛ وزن مولکولی Na₂SO₄ برابر ۱۴۲ است؛ وزن مولکولی K₂SO₄ برابر ۱۷۴ است. بر اساس قانون حفظ عناصر، داریم:
۵۸.۵x + ۷۴.۵y = ۱۰۰۰
۱۴۲x/۲ + ۱۷۴y/۲ = ۱۲۰۰۰
از این رو، x = ۱۲ مول و y = ۴ مول خواهد بود. همچنین،
۵۸.۵x / ۷۴.۵y = ۷۰۲/۲۹۸ ≈ ۲.۳۵۶
پس گزینه D صحیح است
۵۸.۵x + ۷۴.۵y = ۱۰۰۰
۱۴۲x/۲ + ۱۷۴y/۲ = ۱۲۰۰۰
از این رو، x = ۱۲ مول و y = ۴ مول خواهد بود. همچنین،
۵۸.۵x / ۷۴.۵y = ۷۰۲/۲۹۸ ≈ ۲.۳۵۶
پس گزینه D صحیح است
مفهوم سؤال این است که سولفوریک اسید در مقدار بیش از حد وجود دارد، پاسخ پیشنهادی مشکلی ندارد.
سؤال این است که چگونه میتوان فهمید که آیا مقدار NaCl بیشتر است یا KCl.
آخرین بار، این پست توسط forrestwong در تاریخ ۱۵-۷-۲۰۱۶ ساعت ۱۷:۲۵ ویرایش شد:
NaCl + KCl + H2SO4 → 1/2Na2SO4 + 1/2K2SO4 + 2HCl
2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl
2KCl + H2SO4 → K2SO4 + 2HCl
وقتی یکی از مواد به مقدار نسبتاً زیادی وجود داشته باشد، یکی از واکنشهای شیمیایی فوق رخ خواهد داد. سپس، به دلیل بقای عناصر، داریم:
X*58.5 + Y*74.5 = 100
X/2*142 + Y/2*174 = 1200
(در اینجا Y بزرگتر از X است)
یا
X/2*142 + Y/2*174 = 1200
(در اینجا X بزرگتر از Y است)
نتیجه هر دو معادله یکسان است. سپس معادلات را به صورت مشترک حل میکنیم. نمیدانم درست نوشتم یا نه؟
NaCl + KCl + H2SO4 → 1/2Na2SO4 + 1/2K2SO4 + 2HCl
2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl
2KCl + H2SO4 → K2SO4 + 2HCl
وقتی یکی از مواد به مقدار نسبتاً زیادی وجود داشته باشد، یکی از واکنشهای شیمیایی فوق رخ خواهد داد. سپس، به دلیل بقای عناصر، داریم:
X*58.5 + Y*74.5 = 100
X/2*142 + Y/2*174 = 1200
(در اینجا Y بزرگتر از X است)
یا
X/2*142 + Y/2*174 = 1200
(در اینجا X بزرگتر از Y است)
نتیجه هر دو معادله یکسان است. سپس معادلات را به صورت مشترک حل میکنیم. نمیدانم درست نوشتم یا نه؟
۲NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + ۲HCl
۲KCl + H₂SO₄ → K₂SO₄ + ۲HCl
در این معادلات، اصلاً مسئلهای وجود ندارد که کدام یک از NaCl یا KCl بیشتر باشد. آیا دو معادلهای که در بالا نوشتید، تفاوتی با معادله NaCl + KCl + H₂SO₄ → ½Na₂SO₄ + ½K₂SO₄ + ۲HCl دارند؟ معادلاتی که در بالا نوشته شد، یعنی ۵۸.۵x + ۷۴.۵y = ۱۰۰۰ و ۱۴۲x/۲ + ۱۷۴y/۲ = ۱۲۰۰، اشتباه هستند
۲KCl + H₂SO₄ → K₂SO₄ + ۲HCl
در این معادلات، اصلاً مسئلهای وجود ندارد که کدام یک از NaCl یا KCl بیشتر باشد. آیا دو معادلهای که در بالا نوشتید، تفاوتی با معادله NaCl + KCl + H₂SO₄ → ½Na₂SO₄ + ½K₂SO₄ + ۲HCl دارند؟ معادلاتی که در بالا نوشته شد، یعنی ۵۸.۵x + ۷۴.۵y = ۱۰۰۰ و ۱۴۲x/۲ + ۱۷۴y/۲ = ۱۲۰۰، اشتباه هستند
در این سؤال، معادله واکنش زیر داده شده است: NaCl + KCl + H2SO4 → 1/2Na2SO4 + 1/2K2SO4 + HCl. این موضوع بسیار گمراهکننده است؛ در حالی که در واقع دو معادله واکنش وجود دارد، اما آنها را در یک معادله نوشتهاند تا این تصور ایجاد شود که نسبت NaCl به KCl ۱:۱ است، در حالی که چنین نیست.
دلیل نتوانستن حل این مسئله دو چیز است: یکی اینکه تفکر به بنبست رسیده، و دیگری اینکه کاملاً در زمینه ناآشنا هستیم. اگر به بنبست رسیدیم، باید از آن خارج شویم؛ این همان قانون بقای جرم است؛ برایتان مهم نیست کدام چیز بیش از حد باشد یا نه. . .