Question

Навеску хлората калия массой 24,5 г осторожно прокалили. При этом при разложении одной части вещества выделился газ, объём которого составил 1,344 л (н.у.), другая часть диспропорционировала, некоторая часть навески не успела разложиться. К твёрдому остатку прилили 70 мл воды. В образовавшемся растворе массовая доля хлорида калия составила 4,83%. Найдите массовую долю хлората калия в итоговом растворе.

Accepted Answer

Answer

Идея решения: определить количество вещества кислорода, выделившегося при разложении, найти массу хлорида калия в растворе, вычислить количество вещества хлората калия, участвовавшего в обеих реакциях, и определить массовую долю оставшегося хлората калия.

**Реакции при прокаливании:**

$$\ce{2KClO3 ->[t°] 2KCl + 3O2}$$

$$\ce{4KClO3 ->[t°] 3KClO4 + KCl}$$

**Расчёт количества кислорода:**

Вычислим число молей кислорода, выделившегося в первой реакции:

$$n(\ce{O2}) = \frac{V(\ce{O2})}{V_m} = \frac{1{,}344}{22{,}4} = 0{,}06 	ext{ моль}$$

**Количество хлорида калия из первой реакции:**

По стехиометрии первого уравнения:

$$n_1(\ce{KCl}) = \frac{2n(\ce{O2})}{3} = \frac{2 \cdot 0{,}06}{3} = 0{,}04 	ext{ моль}$$

**Масса конечного раствора:**

Масса воды:
$$m(\ce{H2O}) = V(\ce{H2O}) \cdot ho(\ce{H2O}) = 70 \cdot 1 = 70 	ext{ г}$$

Масса выделившегося кислорода:
$$m(\ce{O2}) = n(\ce{O2}) \cdot M(\ce{O2}) = 0{,}06 \cdot 32 = 1{,}92 	ext{ г}$$

Масса конечного раствора:
$$m_{	ext{р-ра}} = m(\ce{KClO3}) + m(\ce{H2O}) - m(\ce{O2}) = 24{,}5 + 70 - 1{,}92 = 92{,}58 	ext{ г}$$

**Масса и количество хлорида калия в растворе:**

$$m(\ce{KCl}) = m_{	ext{р-ра}} \cdot \omega(\ce{KCl}) = 92{,}58 \cdot 0{,}0483 = 4{,}47 	ext{ г}$$

$$n(\ce{KCl}) = \frac{m(\ce{KCl})}{M(\ce{KCl})} = \frac{4{,}47}{74{,}5} = 0{,}06 	ext{ моль}$$

**Количество хлорида калия из второй реакции:**

$$n_2(\ce{KCl}) = n(\ce{KCl}) - n_1(\ce{KCl}) = 0{,}06 - 0{,}04 = 0{,}02 	ext{ моль}$$

**Количество хлората калия, участвовавшего в реакциях:**

Из первой реакции:
$$n_1(\ce{KClO3}) = n_1(\ce{KCl}) = 0{,}04 	ext{ моль}$$

Из второй реакции (по стехиометрии):
$$n_2(\ce{KClO3}) = 4n_2(\ce{KCl}) = 4 \cdot 0{,}02 = 0{,}08 	ext{ моль}$$

Общая масса разложившегося хлората калия:
$$m_{	ext{реаг}}(\ce{KClO3}) = (0{,}04 + 0{,}08) \cdot 122{,}5 = 14{,}7 	ext{ г}$$

**Масса оставшегося хлората калия:**

$$m_{	ext{ост}}(\ce{KClO3}) = m(\ce{KClO3}) - m_{	ext{реаг}}(\ce{KClO3}) = 24{,}5 - 14{,}7 = 9{,}8 	ext{ г}$$

**Массовая доля хлората калия в итоговом растворе:**

$$\omega(\ce{KClO3}) = \frac{m_{	ext{ост}}(\ce{KClO3})}{m_{	ext{р-ра}}} = \frac{9{,}8}{92{,}58} = 0{,}106 = 10{,}6\%$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии