问题 问答题

工业上用丁烷氧化法制醋酸,反应的化学方程式可表示为:2C4H10+5O2

一定条件
4CH3COOH+2H2O,现用58吨丁烷为原料制取醋酸,求:

(1)理论上需要标准状况下的空气______m3(设空气中O2、N2的体积分数分别为0.2、0.8),同时生成水______吨.

(2)若生成的醋酸溶解在生成的水中,所得醋酸的质量分数为______%.

(3)若同时生产质量分数为100%的冰醋酸m1吨和质量分数为50%的醋酸m2吨,且

m1
m2
=x,需补充水y吨,则y与x的关系式为______;若不补充水,则m1+m2=______.

答案

(1)令O2需要的物质的量为xmol,则:

2  C4H10+5O2

一定条件
4CH3COOH+2H2O,

58×2g    5mol          

58×106    xmol

所以x=

5×58×106
2×58
=2.5×106

所以需要空气的体积为

2.5×106mol×22.4L/mol
0.2
=2.8×108L=2.8×105m3

令生成水y吨,则:

2 C4H10+5 O2

一定条件
4CH3COOH+2H2O,

58×2g                      18×2g          

58吨                          y吨

所以y=

58×2×18
58×2
=18

故答案为:2.8×105;18.

(2)令生成醋酸m吨,则:

2 C4H10+5 O2

一定条件
4CH3COOH+2H2O,

58×2g              4×60g          

58吨                 m吨

所以m=

58×4×60
58×2
=120

由(1)中计算可知,生成水18吨,

生成的醋酸溶解在生成的水中,所得醋酸的质量分数为

120吨
120吨+18吨
×100%=86.96%.

故答案为:86.96%.

(3)由题意可知,m1+50%×m2=120,

若需补充水y吨,则50%×m2=18+y,所以m2=36+2y;所以m1=120-18-y=102-y,即102-y=x(36+2y),即y=

102-36x
2x+1

若不补充水,50%×m2=18,所以m2=36,故m1=120-50%×m2=102,所以m1+m2=36+102=138.

故答案为:y=

102-36x
2x+1
;138.

单项选择题
多项选择题