Question

25 БАЛОВ Смесь сульфита калия и гидроксида калия массой 50 г обработали азотной кислотой. Газ, который при этом выделился, занимал объем 4,480 л (н.у.). Определите массовую долю гидроксида калия (%) в смеси.

Answer 1

Газ выделяется в случае сульфита калия, запишем реакцию:

K2SO3 + 2HNO3 = 2KNO3 + H2O + SO2

4.48/22.4 = x/158;

x = (4.48*158)/22.4 = 31.6 ( г )

Тогда масса гидроксида калия в смеси равна 50 - 31.6 = 18.4 г, а массовая доля:

W = (18.4/50)*100 = 36.8%

Answer 2

Для определения массовой доли гидроксида калия в смеси рассмотрим реакцию между сульфитом калия (K2SO3) и гидроксидом калия (KOH) с азотной кислотой (HNO3):

K2SO3 + 2HNO3 → 2KNO3 + H2O + SO2↑

Из уравнения реакции видно, что 1 моль K2SO3 (молярная масса 174,27 г/моль) реагирует с 2 молями HNO3, образуя 1 моль SO2 газа.

Масса газа SO2 вычисляется по его объему (4,480 л) и плотности (1,96 г/л при н.у.), используя следующую формулу:

Масса = Объем × Плотность

Масса SO2 = 4,480 л × 1,96 г/л = 8,768 г

Теперь, когда мы знаем массу SO2, можем рассчитать количество молей K2SO3, которые прореагировали. Поскольку соотношение между K2SO3 и SO2 в реакции 1:1, то масса K2SO3 равна массе SO2:

Масса K2SO3 = 8,768 г

Теперь определим количество молей K2SO3:

Количество молей K2SO3 = Масса K2SO3 / Молярная масса K2SO3

Количество молей K2SO3 = 8,768 г / 174,27 г/моль ≈ 0,0502 моль

Так как смесь состоит из сульфита калия и гидроксида калия, пусть масса гидроксида калия составляет Х граммов. Тогда масса сульфита калия будет равна (50 г - Х г).

Теперь рассмотрим реакцию между гидроксидом калия и азотной кислотой:

KOH + HNO3 → KNO3 + H2O

Из уравнения реакции видно, что 1 моль KOH (молярная масса 56,11 г/моль) реагирует с 1 моль HNO3, образуя 1 моль KNO3 и 1 моль H2O.

Так как в реакции используется 1 моль KOH, а количество молей KOH равно:

Количество молей KOH = Масса KOH / Молярная масса KOH

Количество молей KOH = Х г / 56,11 г/моль ≈ Х / 56,11 моль

Мы также знаем, что соотношение между K2SO3 и KOH в смеси равно 1:1, так как оба вещества реагируют с азотной кислотой в соответствии с уравнениями реакций выше.

Таким образом, количество молей K2SO3 также равно Х / 56,11 моль.

У нас есть выражение для количества молей K2SO3: 0,0502 моль = Х / 56,11 моль.

Теперь решим уравнение относительно Х:

Х / 56,11 = 0,0502

Х = 56,11 * 0,0502 ≈ 2,820 г

Таким образом, масса гидроксида калия составляет около 2,820 г.

Теперь вычислим массовую долю гидроксида калия в смеси:

Массовая доля (%) = (Масса гидроксида калия / Масса всей смеси) × 100

Массовая доля (%) = (2,820 г / 50 г) × 100 ≈ 5,64%

Итак, массовая доля гидроксида калия в смеси составляет около 5,64%.