задача №34
Навеску хлората калия массой 24.5 г осторожно нагрели. При этом при разложении одной части вещества выделился газ, объём которого составил 1,344 л (н.у.), а другая часть диспропорционировала, некоторая часть вещества не успела разложиться. К остатку в виде хлорида калия
прилили 70 мл воды, массовая доля хлорида калия в растворе составила 4.83%. Найдите массовую долю хлората калия в твердом остатке после прокаливания навески хлората калия.
Решение:
1) В задаче одна наша навеска массой 24.5 г разделилась на три части:
- Рассчитаем общее количество вещества KClO₃ в исходной навеске:
n(KClO₃)= m/M = 24,5/122,5 = 0,2 моль - Рассчитаем количество вещества О₂:
n(O₂)= V/22,4=1,344/22,4 = 0,06 моль
Заметим, что кислород выделился только при разложении первой (1) части KClO₃, следовательно мы можем найти количество вещества n(KClO₃) 1 часть по уравнению реакции:
n(KClO₃) 1 часть = 0,04 моль
- По задаче чтобы найти массовую долю KClO₃ 3 часть, нам надо будет найти ее массу, и соответственно ее количество вещества.
Т.к. с этой частью ничего не происходит, то найти ее количество вещества мы сможем, если вычтем из количества вещества начальной навески n(KClO₃)=0,2 моль количество вещества n(KClO₃) 1 часть и n(KClO₃) 2 часть.
n(KClO₃) 3 часть = n(KClO₃) - n(KClO₃) 1 часть - n(KClO₃) 2 часть
- Мы уже нашли количество вещества n(KClO₃) 1 часть (=0,04 моль), а
n(KClO₃) 3 часть обозначим за х моль:
n(KClO₃) 3 часть = 0,2 - 0,04 - х ❗️отметим это уравнение, мы к нему вернемся!
2) Разберем вторую часть задачи
"К остатку в виде хлорида калия прилили 70 мл воды, массовая доля хлорида калия в растворе составила 4.83%"
- Определим из чего будет складываться остаток KCl:
- По условию задачи нам дана массовая доля ω(KCl) в растворе. Запишем для нее выражение:
Распишем по отдельности m(KCl) и m p-pa (KCl):
m(KCl) = n∙M
m p-pa (KCl) = m(KCl) + m(H₂O)
- Рассчитаем количество вещества KCl по двум реакциям:
n(KCl в остатке) = 0,04 + х/4, подставим это выражение в формулу для массы KCl:
m(KCl) = n∙M = (0,04 + х/4)∙ 74,5.
Соберем массы вещества и раствора KCl и подставим все значения в формулу массовой доли KCl:
Решим уравнение и найдем x = 0,03
3) вернемся к отмеченной формуле ❗️, в которой у нас был х:
❗️n(KClO₃) 3 часть = 0,2 - 0,04 - х
Теперь мы можем рассчитать количество вещества n(KClO₃) 3 часть:
n(KClO₃) 3 часть = 0,2 - 0,04 - 0,03 = 0,13 моль
и его массу
m(KClO₃) 3 часть =n∙M = 0,13 ∙ 122,5 = 15,9 г
4) Разберем последнее действие в задаче.
"Найдите массовую долю хлората калия в твердом остатке после прокаливания навески хлората калия"
Запишем выражение для последнего действия:
Т.к. после прокаливания выделилось одно газообразное вещество, то для нахождения массы твердого остатка после прокаливания необходимо будет вычесть только массу кислорода из массы начальной навески KClO₃:
m (остатка) = m(KClO₃ навеска) - m(O₂)
Рассчитаем массу O₂:
m(O₂) = n∙M = 0,06 ∙ 32 = 1,92 г
m (остатка) = 24,5 - 1,92 = 22,58 г
Рассчитаем массовую долю m(KClO₃) 3 часть в остатке:
Ответ: 70,4%
