Какая массовая доля калия содержится в исходной смеси, если при ее растворении в воде выделилось 4,48 л (н. у.) газа

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо использовать химические законы и уравнения. Давайте пошагово разберемся.

1. Начнем с записи химического уравнения реакции. По заданию, реакция происходит между калием и азотной кислотой:

\[2K + 2HNO_3 \rightarrow 2KNO_3 + H_2↑\]

Здесь K обозначает калий, HNO3 - азотную кислоту, KNO3 - нитрат калия, H2 - выделившийся газ (водород).

2. В данной задаче нам известно, что при растворении исходной смеси в воде выделилось 4,48 л (н.у.) газа. Это означает, что объем газа, полученного при реакции, равен 4,48 л.

3. По закону Вейля-Гейтонa, объем газа, образующегося при химической реакции, пропорционален количеству веществ, участвующих в реакции. Согласно сбалансированному уравнению реакции, одна молекула азотной кислоты (HNO3) реагирует с двумя молекулами калия (K), образуя одну молекулу нитрата калия (KNO3) и одну молекулу газа водорода (H2).

Значит, моль соединения HNO3 (азотная кислота) равна моль соединения KNO3 (нитрат калия) по полученным объемам газа.

4. Чтобы найти массовую долю калия в исходной смеси, сначала найдем количество вещества KNO3, которое образуется в результате реакции. Для этого воспользуемся химической формулой:

\[n = \frac{V}{V_m}\]

где n - количество вещества, V - объем газа (4,48 л), V_m - молярный объем газа при нормальных условиях (22,4 л/моль).

Подставляя значения в формулу, получаем:

\[n = \frac{4,48}{22,4} = 0,2\ моль\]

5. Согласно сбалансированному уравнению реакции, каждая молекула KNO3 (нитрат калия) содержит одну молекулу калия (K). То есть, количество калия равно количеству молекул KNO3 в исходной смеси.

Так как нам известно, что моль соединения HNO3 (азотная кислота) равна моль соединения KNO3 (нитрат калия), то и количество калия равно 0,2 моль.

6. Чтобы найти массовую долю калия, нам необходимо знать массу исходной смеси. В задаче дано, что для нейтрализации полученного раствора потребовалось 378 г раствора с массовой долей азотной кислоты.

Поэтому, предполагая, что масса полученного азотнокислотного раствора 378 г, массовая доля азотной кислоты будет равна:

\[m_{HNO3} = 378 \times \frac{m_{HNO3}}{m_{раствора}}\]

где \(m_{HNO3}\) - масса азотной кислоты, а \(m_{раствора}\) - масса раствора.

7. Осталось только перейти к массовым долям. Массовая доля калия (X_K) вычисляется следующим образом:

\[X_K = \frac {m_K} {m_{раствора}}\]

где \(m_K\) - масса калия, а \(m_{раствора}\) - масса раствора.

Таким образом, решение задачи включает следующие шаги:

1. Найдем мольное количество KNO3 по заданному объему газа:

\[n = \frac{4,48}{22,4} = 0,2\ моль\]

2. Количество калия (K) равно количеству молекул KNO3:

\[\text{Количество калия (K)} = 0,2\ моль\]

3. Посчитаем массу азотной кислоты (HNO3) в растворе:

\[m_{HNO3} = 378 \times \frac{m_{HNO3}}{m_{раствора}}\]

4. Вычислим массовую долю калия (X_K):

\[X_K = \frac {m_K} {m_{раствора}}\]

Подводя итог, для нахождения массовой доли калия в исходной смеси, вам потребуется решить систему уравнений, описанных в шагах 1-4. Полученные значения позволят определить массовую долю калия в исходной смеси.

Если вам требуется дальнейшая помощь в решении этой задачи или остались вопросы, пожалуйста, дайте мне знать.