Задание №34 — Типы расчётных задач
При нагревании хлората калия (KClO3) в присутствии катализатора часть вещества разложилась. При этом выделилось 6,72 л (н.у.) газа и образовался твёрдый остаток массой 16 г. К остатку добавили 170 г 30%-ного раствора нитрата серебра. Определите массовую долю нитрата серебра в полученном растворе. (KClO3 и AgClO3 растворимы в воде.)
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи,
и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение. Уравнения реакций:
2KClO3 → (t°, кат. MnO2) 2KCl + 3O2↑
KCl + AgNO3 → AgCl↓ + KNO3
Разложение. n(O2) = 6,72 л / 22,4 л/моль = 0,3 моль. По уравнению на 3 моль O2 приходится 2 моль KCl:
n(KCl) = 0,3 моль · 2/3 = 0,2 моль, m(KCl) = 0,2 моль · 74,5 г/моль = 14,9 г.
Остальное в твёрдом остатке — не разложившийся хлорат:
m(KClO3) = 16 г − 14,9 г = 1,1 г (около 0,009 моль).
Действие нитрата серебра. m(AgNO3) = 170 г · 0,30 = 51 г, n = 51 г / 170 г/моль = 0,3 моль.
С AgNO3 реагирует только хлорид: и KClO3, и AgClO3 растворимы, поэтому оставшийся хлорат просто переходит в раствор.
Реакция идёт 1 : 1, а KCl всего 0,2 моль против 0,3 моль AgNO3, то есть хлорид калия в недостатке, нитрат серебра в избытке:
n(AgCl) = 0,2 моль, m(AgCl) = 0,2 моль · 143,5 г/моль = 28,7 г — осадок уходит из раствора;
n(AgNO3, остаток) = 0,3 моль − 0,2 моль = 0,1 моль, m = 0,1 моль · 170 г/моль = 17 г.
Масса раствора. Весь твёрдый остаток внесён в раствор, из него ушёл только AgCl:
m(р-ра) = 16 г + 170 г − 28,7 г = 157,3 г.
ω(AgNO3) = 17 г / 157,3 г = 0,1081, или 10,81 %.
Ответ: ω(AgNO3) ≈ 10,81 %.
Источник: ФИПИ