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
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:
Уравнение реакции при нейтрализации раствора азотной кислоты с раствором гидроксида калия записывается следующим образом:
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:
Вычислим количество гидроксида калия (KOH):
где - объем газа (н. у.), выделившегося при растворении смеси, - молярный объем гидроксида калия.
Учитывая, что (при стандартных условиях), подставим известные значения:
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:
где - масса гидроксида калия, - 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:
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:
где - масса раствора азотной кислоты, - молярная масса азотной кислоты.
Подставим известные значения:
Теперь мы можем рассчитать массу KOH с помощью следующего соотношения:
Таким образом, для нейтрализации 378 г раствора азотной кислоты, содержащего 10% HNO3, требуется 336 г гидроксида калия.
Получим массу калия в данной задаче:
Поскольку и равны и соответственно, мы можем подставить значения и произвести соответствующие вычисления:
Таким образом, массовая доля калия в исходной смеси калия и оксида калия составляет 234 г или 52% от массы смеси.
Уравнение реакции при растворении оксида калия в воде имеет вид:
Уравнение реакции при нейтрализации раствора азотной кислоты с раствором гидроксида калия записывается следующим образом:
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:
Вычислим количество гидроксида калия (KOH):
где
Учитывая, что
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:
где
Поскольку мы знаем массовую долю раствора азотной кислоты в процентах (10%), мы можем рассчитать массу KOH, необходимую для нейтрализации этого раствора. Пользуясь уравнением реакции:
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:
где
Подставим известные значения:
Теперь мы можем рассчитать массу KOH с помощью следующего соотношения:
Таким образом, для нейтрализации 378 г раствора азотной кислоты, содержащего 10% HNO3, требуется 336 г гидроксида калия.
Получим массу калия в данной задаче:
Поскольку
Таким образом, массовая доля калия в исходной смеси калия и оксида калия составляет 234 г или 52% от массы смеси.
Знаешь ответ?