Question

Смесь KMnO4 и Na2CO3 растворили в избытке соляной кислоты. После завершения всех реакций масса раствора не изменилась. Определите соотношение количеств веществ и их массовые доли в исходной смеси солей.​

Answer 1

Ответ:

Р-р HCl должен быть конц., т.к. только в этом случае будет выполняться условие о неизменности массы р-ра - в случае с разб. р-ом HCl масса р-ра, независимо от соотношения KMnO4 и Na2CO3, будет увеличиваться;

1) Na2CO3 (M = 106 г/моль) + 2HCl = 2NaCl + CO2 (M = 44 г/моль) + H2O - в расчете на 1 моль Na2CO3, масса р-ра увеличится на 106-44 = 62 г;

2) 2KMnO4 (M = 158 г/моль) + 16HCl (конц.) = 5Cl2 (M = 71 г/моль) + 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O - в расчете на 1 моль KMnO4, масса р-ра уменьшится на 177.5-158 = 19.5 г;

т.о. компенсация увеличения массы р-ра по р-ии 1) будет обеспечена внесением 62/19.5 = 3.18 моль KMnO4 на 1 моль Na2CO3;

массовые доли KMnO4 и Na2CO3 составляют соотв. 158*3.18/(158*3.18+106) = 0.8258 (82.58%) и 106/(158*3.18+106) = 0.1742 (17.42%).

Answer 2

Для определения соотношения количеств веществ и их массовых долей в исходной смеси солей, мы можем использовать законы сохранения массы и массовых долей в химических реакциях.

Известно, что масса раствора не изменилась после завершения всех реакций. Это означает, что все вещества из исходной смеси полностью превратились в продукты реакции. Таким образом, мы можем сказать, что масса исходной смеси равна массе полученных продуктов.

При реакции KMnO4 с соляной кислотой образуются продукты MnCl2, KCl, H2O и Cl2.

KMnO4 + HCl -> MnCl2 + KCl + H2O + Cl2

При реакции Na2CO3 с соляной кислотой образуются продукты NaCl, CO2 и H2O.

Na2CO3 + 2HCl -> 2NaCl + CO2 + H2O

Из этих уравнений видно, что в обоих реакциях образуются NaCl и H2O. Поэтому, чтобы масса раствора не изменилась, можно предположить, что исходная смесь содержала эквимолярные количества KMnO4 и Na2CO3.

Таким образом, соотношение количеств веществ в исходной смеси равно 1:1 для KMnO4 и Na2CO3.

Чтобы определить массовые доли, нам нужно знать молекулярные массы каждого вещества. Молекулярная масса KMnO4 равна примерно 158, а молекулярная масса Na2CO3 равна примерно 106.

Поскольку соотношение количеств веществ 1:1, их массовые доли также будут 1:1.

Таким образом, массовые доли KMnO4 и Na2CO3 в исходной смеси составляют примерно 50% каждого вещества.