Question

Навеску хлората калия массой 9,8 г осторожно нагрели. При этом при разложении одной части вещества выделился газ, объём которого составил 672 мл (н.у.), другая часть диспропорционировала, некоторая часть навески не подверглась разложению. К твёрдому остатку прилили 150 мл воды, массовая доля хлорида калия в растворе составила 1,17%. Найдите массовую долю перхлората калия в твёрдом остатке после прокаливания навески.

Accepted Answer

Answer

Идея решения: при нагревании хлората калия протекают две параллельные реакции — простое разложение и диспропорционирование; по объёму выделившегося кислорода и массовой доле хлорида в растворе определяем количества продуктов каждой реакции, затем вычисляем массовую долю перхлората.

**Реакции при нагревании:**

$$\ce{2KClO3 ->[t^{\circ}] 2KCl + 3O2 ^}$$

$$\ce{4KClO3 ->[t^{\circ}] 3KClO4 + KCl}$$

**Шаг 1.** Вычислим количество кислорода, выделившегося в первой реакции:

$$n(\ce{O2}) = \frac{V(\ce{O2})}{V_m} = \frac{0{,}672}{22{,}4} = 0{,}03 	ext{ моль}$$

**Шаг 2.** По стехиометрии первой реакции найдём количество хлорида калия из разложения:

$$n_1(\ce{KCl}) = \frac{2n(\ce{O2})}{3} = \frac{2 \cdot 0{,}03}{3} = 0{,}02 	ext{ моль}$$

**Шаг 3.** Определим массу твёрдого остатка и массу хлорида калия в растворе.

Масса воды: $m(\ce{H2O}) = 150 \cdot 1 = 150$ г

Масса выделившегося кислорода: $m(\ce{O2}) = 0{,}03 \cdot 32 = 0{,}96$ г

Масса раствора: $m_{	ext{р-ра}} = 9{,}8 + 150 - 0{,}96 = 158{,}84$ г

Масса хлорида калия в растворе: $m(\ce{KCl}) = 158{,}84 \cdot 0{,}0117 = 1{,}86$ г

Количество хлорида калия в растворе: $n(\ce{KCl}) = \frac{1{,}86}{74{,}5} = 0{,}025$ моль

**Шаг 4.** Найдём количество хлорида калия из диспропорционирования:

$$n_2(\ce{KCl}) = n(\ce{KCl}) - n_1(\ce{KCl}) = 0{,}025 - 0{,}02 = 0{,}005 	ext{ моль}$$

**Шаг 5.** По стехиометрии второй реакции вычислим количество и массу перхлората калия:

$$n(\ce{KClO4}) = 3n_2(\ce{KCl}) = 3 \cdot 0{,}005 = 0{,}015 	ext{ моль}$$

$$m(\ce{KClO4}) = 0{,}015 \cdot 138{,}5 = 2{,}08 	ext{ г}$$

**Шаг 6.** Определим массу твёрдого остатка и массовую долю перхлората:

$$m_{	ext{тв. остатка}} = 9{,}8 - 0{,}96 = 8{,}84 	ext{ г}$$

$$\omega(\ce{KClO4}) = \frac{2{,}08}{8{,}84} = 0{,}2353 = 23{,}53\%$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии