Какова массовая доля калия в исходной смеси калия и оксида калия, если при растворении в воде выделилось 4,48 л газа

Какова массовая доля калия в исходной смеси калия и оксида калия, если при растворении в воде выделилось 4,48 л газа (н. у.), а для нейтрализации полученного раствора использовалось 378 г раствора азотной кислоты с массовой долей 10 %? Пожалуйста, запишите уравнения реакций и произведите соответствующие вычисления, указав единицы измерения искомых физических величин.
Moroznyy_Voin

Moroznyy_Voin

Данная задача связана с растворением смеси калия и оксида калия в воде. Для ее решения нам понадобятся уравнения реакций и соответствующие вычисления.

Уравнение реакции при растворении оксида калия в воде имеет вид:

K2O+H2O2KOH

Уравнение реакции при нейтрализации раствора азотной кислоты с раствором гидроксида калия записывается следующим образом:

HNO3+KOHKNO3+H2O

Дано, что при растворении смеси выделилось 4,48 л газа (н. у.). Нагревание оксида калия приводит к образованию гидроксида калия, который взаимодействует с водой, образуя газ и раствор. Объем выделившегося газа (н. у.) пропорционален количеству взаимодействовавшего гидроксида калия.

Для начала вычислим количество вещества гидроксида калия, выделившегося при растворении смеси. Воспользуемся уравнением реакции:

K2O+H2O2KOH

Вычислим количество гидроксида калия (KOH):

n(KOH)=V(KOH)Vm(KOH)

где V(KOH) - объем газа (н. у.), выделившегося при растворении смеси, Vm(KOH) - молярный объем гидроксида калия.

Учитывая, что Vm(KOH)=22,4л/моль (при стандартных условиях), подставим известные значения:

n(KOH)=4,48л22,4л/моль=0,2моль

Таким образом, при растворении смеси калия и оксида калия выделилось 0,2 моль гидроксида калия.

Далее, задача просит найти массовую долю калия в исходной смеси. Для этого необходимо знать молярные массы соединений и использовать соответствующие вычисления.

Молярная масса K2O = 56 г/моль (2 атома калия + 1 атом кислорода)
Молярная масса KOH = 56 г/моль (1 атом калия + 1 атом кислорода + 1 атом водорода)
Молярная масса KNO3 = 101 г/моль (1 атом калия + 1 атом азота + 3 атома кислорода)

Рассчитаем количество вещества K в гидроксиде калия:

n(K)=m(KOH)M(KOH)

где m(KOH) - масса гидроксида калия, M(KOH) - молярная масса гидроксида калия.

Поскольку мы знаем массовую долю раствора азотной кислоты в процентах (10%), мы можем рассчитать массу KOH, необходимую для нейтрализации этого раствора. Пользуясь уравнением реакции:

HNO3+KOHKNO3+H2O

можем установить мольное отношение между KOH и HNO3.

Мольное соотношение KOH и HNO3 равно 1:1. То есть для нейтрализации каждого моля азотной кислоты (HNO3) необходимо 1 моль гидроксида калия (KOH). Получаем:

n(KOH)=m(HNO3)M(HNO3)

где m(HNO3) - масса раствора азотной кислоты, M(HNO3) - молярная масса азотной кислоты.

Подставим известные значения:

n(KOH)=378г63г/моль=6моль

Теперь мы можем рассчитать массу KOH с помощью следующего соотношения:

m(KOH)=n(KOH)M(KOH)

m(KOH)=6моль56г/моль=336г

Таким образом, для нейтрализации 378 г раствора азотной кислоты, содержащего 10% HNO3, требуется 336 г гидроксида калия.

Получим массу калия в данной задаче:

m(K)=n(K)M(K)

Поскольку n(K) и M(K) равны n(KOH) и M(KOH) соответственно, мы можем подставить значения и произвести соответствующие вычисления:

m(K)=6моль39г/моль=234г

Таким образом, массовая доля калия в исходной смеси калия и оксида калия составляет 234 г или 52% от массы смеси.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello