Задание 34

Расчёты массы (объёма, количества вещества) продуктов реакции по растворам и избытку; расчёты с использованием понятий «массовая доля», «молярная концентрация», «растворимость» · 89 заданий

Задание №34
№34
Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 500 г 16%-ного раствора сульфата меди(II). После того как на аноде выделилось 1,12 л (н.у.)…
Расчёты с использованием понятий «массовая доля»
Задание №34
№34
Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 500 г 16%-ного раствора сульфата меди(II). После того как на аноде выделилось 1,12 л (н.у.)…
Расчёты массы (объёма
Задание №34
№34
Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 170 г 40%-ного раствора нитрата серебра. После того как на аноде выделилось 1,12 л (н.у.) га…
Расчёты массы (объёма
Задание №34
№34
Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 282 г 40%-ного раствора нитрата меди(II). После того как масса раствора уменьшилась на 32 г,…
Расчёты массы (объёма
Задание №34
№34
Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 640 г 15%-ного раствора сульфата меди(II). После того как масса раствора уменьшилась на 32 г…
Расчёты массы (объёма
Задание №34
№34
Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 470 г 20%-ного раствора нитрата меди(II). После того как масса раствора уменьшилась на 24 г,…
Расчёты массы (объёма
Задание №34
№34
Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 376 г 30%-ного раствора нитрата меди(II). После того как на аноде выделилось 4,48 л (н.у.) г…
Расчёты массы (объёма
Задание №34
№34
Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 624 г 10%-ного раствора хлорида бария. После того как на катоде выделилось 4,48 л (н.у.) газ…
Расчёты массы (объёма
Задание №34
№34
Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 312 г 15%-ного раствора хлорида натрия. После того как на катоде выделилось 6,72 л (н.у.) га…
Расчёты массы (объёма
Задание №34
№34
Для проведения электролиза (на инертных электродах) взяли 340 г 20%-ного раствора нитрата серебра. После того как масса раствора уменьшилась на 23,2 г…
Расчёты массы (объёма
Задание №34
№34
При растворении в воде 114,8 г цинкового купороса (ZnSO₄· 7H₂O) получили 10%-ный раствор соли. К полученному раствору добавили 12 г магния. После заве…
Расчёты массы (объёма
Задание №34
№34
Массовая доля элемента азота в смеси нитратов магния и калия составляет 0,1636. Навеску этой смеси осторожно нагрели до постоянной массы. При этом выд…
Расчёты массы (объёма

Задание №34

Навеску хлората калия массой 11,025 г осторожно нагрели. При этом часть её подверглась диспропорционированию, часть – разложилась с выделением газа, а некоторая часть не разложилась. Масса получившегося твёрдого остатка составила 10,065 г. Этот остаток растворили в 110 мл воды иполучили раствор с массовой долей хлорида калия 2 %. Рассчитайте массовую долю перхлорат-ионов в твёрдом остатке после прокаливания хлората калия.

В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

Ваше решениедо 4 баллов

Запишите решение задачи...

Решение

Решение. При осторожном нагревании хлорат калия идёт по двум путям: диспропорционирование в перхлорат и хлорид и разложение до хлорида с выделением кислорода. Часть навески остаётся неизменной.

Уравнения реакций:
4KClO₃ → (t°) 3KClO₄ + KCl
2KClO₃ → (t°) 2KCl + 3O₂↑

1. Введём обозначения. Пусть по первому уравнению прореагировало a моль KClO₃, по второму — b моль, а c моль осталось.
n(KClO₃) исходно = 11,025 г / 122,5 г/моль = 0,09 моль, то есть a + b + c = 0,09 моль.

2. Убыль массы — это кислород. Только второе превращение уносит массу:
m(O₂) = 11,025 г − 10,065 г = 0,96 г; n(O₂) = 0,96 г / 32 г/моль = 0,03 моль;
по уравнению n(KClO₃) = (2/3) · n(O₂) = (2/3) · 0,03 = 0,02 моль, значит b = 0,02 моль.

3. Хлорид калия — из раствора. Весь остаток растворили в 110 мл (110 г) воды:
m(раствора) = 10,065 г + 110 г = 120,065 г;
m(KCl) = 120,065 г · 0,02 = 2,401 г; n(KCl) = 2,401 г / 74,5 г/моль = 0,0322 моль.
Хлорид калия образуется по обоим путям: n(KCl) = a/4 + b, откуда
a/4 = 0,0322 − 0,02 = 0,0122 моль → a = 0,0489 моль.
(Тогда c = 0,09 − 0,02 − 0,0489 = 0,0211 моль KClO₃ осталось неразложившимся.)

4. Перхлорат в остатке.
n(KClO₄) = (3/4) · a = 0,75 · 0,0489 = 0,0367 моль; m(KClO₄) = 0,0367 моль · 138,5 г/моль = 5,08 г.
Проверка состава остатка: 5,08 г (KClO₄) + 2,40 г (KCl) + 0,0211 моль · 122,5 г/моль = 5,08 + 2,40 + 2,58 = 10,06 г — совпадает с 10,065 г.

5. Искомая величина. В 1 моль KClO₄ содержится 1 моль ионов ClO₄⁻, M(ClO₄⁻) = 99,5 г/моль:
m(ClO₄⁻) = 0,0367 моль · 99,5 г/моль = 3,65 г;
w(ClO₄⁻) = 3,65 г / 10,065 г = 0,363, то есть 36,3 %.

Ответ: w(ClO₄⁻) ≈ 36,3 %.

Источник: ФИПИ