1) Напишем уравнение протекающей реакции в общем виде:
CnH2n(OH)2 + 2K = CnH2n(OK)2 + H2
2) Найдем количество водорода:
n(H2) = V/Vm = 0,672 / 22,4 = 0,03 моль
3) Из уравнения реакции видно, что n(H2) = n(CnH2n(OH)2 = 0,03 моль
4)Найдем молярную массу двухатомного спирта:
M(CnH2n(OH)2) = m/n = 2,7 / 0,03 = 90 г/моль
5)Найдем массу 1 моля двухатомного спирта от n :
M(CnH2n(OH)2) = 12n + 2n + 2*(16+1) = 14n + 34 г/моль
6) Т.к. молярная масса двухатомного спирта равна 90 г/моль , то:
14n + 34 = 90
14n = 56
n = 4
7) Тогда формула неизвестного вещества: C4H8(OH)2
В данном случае параллельно протекают две реакции.
Вторая протекает по мере образования гидроксида алюминия Al(OH)3, с которым и взаимодействует азотная кислота.
1) Al4C3 + 12H2O --> 4Al(OH)3 + 3CH4
2) Al(OH)3 + 3HNO3 --> Al(NO3)3 + 3H2O
Процесс можно описать суммарной реакцией:
Al4C3 + 12HNO3 --> 4Al(NO3)3 + 3CH4
Теперь сухой математический расчёт.
m(HNO3) = 150*0,21 = 31,5 (г)
Необходимо уменьшить массовую долю кислоты в три раза, значит, должно остаться:
31,5/3 = 10,5 (г)
Т.е. на взаимодействие с карбидом ушло:
31,5 - 10,5 = 21 (г)
Теперь надо найти кол-во кислоты, вступившей в реакцию:
v = m/M
v(HNO3) = m(HNO3)/M(HNO3) = 21/63 = 1/3 (моль)
Согласно уравнению реакции, кол-во карбида в 12 раз меньше кол-ва кислоты:
v(Al4C3) = 1/12 v(HNO3) = 1/36 (моль)
Масса карбида алюминия равна:
m = v*M
m(Al4C3) = v(Al4C3) * M(Al4C3) = 144 * 1/36 = 144/36 = 4 (г)
ответ: m(Al4C3) = 4 г.