604. Каковы объемные доли (%) хлора (Cl2), водорода (H2) и хлороводорода (HCl) в смеси объемом 1 л (н.у.), пропущенной

Для решения этой задачи, нам необходимо вычислить объемные доли хлора (Cl2), водорода (H2) и хлороводорода (HCl) в смеси после прохождения через раствор иодида калия. Дано, что после реакции остался газовый остаток объемом 500 мл, что составляет 50% от исходного объема 1 литр.

Для начала, рассмотрим химическую реакцию, которая происходит между газами и раствором иодида калия:

\[ Cl_2 + 2KI \rightarrow 2KCl + I_2 \]
\[ H_2 + 2KI \rightarrow 2KOH + I_2 \]
\[ HCl + KI \rightarrow KCl + HI \]

Из уравнения можно увидеть, что за каждую молекулу хлора (Cl2), водорода (H2) и хлороводорода (HCl), выделяется по одной молекуле иода (I2).

Дано, что выделилось 2,54 г иода после проведения реакции. По периодической системе элементов, молярная масса йода равна 126,9 г/моль.

Молярная масса иода (I2) = 126,9 г/моль

Чтобы найти количество молей иода \( n_{I2} \), можно использовать следующую формулу:

\[ n_{I2} = \frac{m_{I2}}{M_{I2}} \]

где \( m_{I2} \) - масса иода, \( M_{I2} \) - молярная масса иода.

Подставляя значения:

\[ n_{I2} = \frac{2,54}{126,9} = 0,02 \, моль \]

Таким образом, в реакции участвовало 0,02 моль иода.

Учитывая, что за каждую моль иода (I2) выделяется по одной молекуле каждого из газов (Cl2, H2 и HCl), это означает, что в газовом остатке объемом 500 мл (н.у.) находится 0,02 моль каждого газа.

Объем моля газов можно найти, используя следующую формулу:

\[ V_{газа} = n_{газа} \cdot V_{моля} \]

где \( V_{газа} \) - объем газа, \( n_{газа} \) - количество молей газа, \( V_{моля} \) - молярный объем газа.

Молярный объем газа при нормальных условиях составляет примерно 22,4 л/моль.

\[ V_{газа} = 0,02 \cdot 22,4 = 0,448 \, л \]

Теперь мы можем вычислить объемные доли каждого газа в исходной смеси.

Общий объем газовой смеси равен 1 литр (н.у.), то есть 1000 мл (н.у.).

Объем газового остатка, находящегося в смеси, равен 500 мл (н.у.).

Объем газа Cl2: \( V_{Cl2} = 0,448 \, л \)
Объем газа H2: \( V_{H2} = 0,448 \, л \)
Объем газа HCl: \( V_{HCl} = 0,448 \, л \)

Чтобы найти объемные доли газов в смеси, мы можем использовать следующую формулу:

\[ \%_{газа} = \frac{V_{газа}}{V_{смеси}} \cdot 100 \]

где \( \%_{газа} \) - объемная доля газа, \( V_{газа} \) - объем газа, \( V_{смеси} \) - общий объем газовой смеси.

Подставляя значения:

Объемная доля Cl2: \( \%_{Cl2} = \frac{0,448}{1000} \cdot 100 = 0,0448\% \)
Объемная доля H2: \( \%_{H2} = \frac{0,448}{1000} \cdot 100 = 0,0448\% \)
Объемная доля HCl: \( \%_{HCl} = \frac{0,448}{1000} \cdot 100 = 0,0448\% \)

Таким образом, объемные доли в исходной смеси составляют:
- 0,0448% хлора (Cl2)
- 0,0448% водорода (H2)
- 0,0448% хлороводорода (HCl)

Данный ответ детально и пошагово объясняет процесс решения задачи и дает понятное объяснение ответа школьнику.