Question

При нагревании хлората калия $\ce{KClO3}$ в присутствии катализатора часть вещества разложилась. При этом выделилось 6,72 л (н.у.) газа и образовался твёрдый остаток массой 16 г. К остатку добавили 170 г 30%-ного раствора нитрата серебра. Определите массовую долю нитрата серебра в полученном растворе. ($\ce{KClO3}$ и $\ce{AgClO3}$ растворимы в воде.) В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

Accepted Answer

Answer

Идея решения: найти количество хлорида калия в остатке через объём выделившегося кислорода, затем проследить его взаимодействие с нитратом серебра и вычислить массовую долю оставшегося $\ce{AgNO3}$ в конечном растворе.

**Уравнения реакций:**

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

$$\ce{KCl + AgNO3 -> AgCl v + KNO3}$$

**Расчёты:**

1) Вычислим количество выделившегося кислорода:

$$n(\ce{O2}) = \frac{V(\ce{O2})}{V_m} = \frac{6{,}72}{22{,}4} = 0{,}3 	ext{ моль}$$

2) По стехиометрии первого уравнения найдём количество и массу хлорида калия:

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

$$m(\ce{KCl}) = n(\ce{KCl}) \cdot M(\ce{KCl}) = 0{,}2 \cdot 74{,}5 = 14{,}9 	ext{ г}$$

3) Определим количество нитрата серебра в исходном растворе:

$$m(\ce{AgNO3}) = m_{	ext{р-ра}} \cdot \omega(\ce{AgNO3}) = 170 \cdot 0{,}3 = 51 	ext{ г}$$

$$n(\ce{AgNO3}) = \frac{m(\ce{AgNO3})}{M(\ce{AgNO3})} = \frac{51}{170} = 0{,}3 	ext{ моль}$$

4) Найдём количество нитрата серебра, вступившего в реакцию, и оставшегося:

$$n_{	ext{прореаг.}}(\ce{AgNO3}) = n(\ce{KCl}) = 0{,}2 	ext{ моль}$$

$$n_{	ext{ост.}}(\ce{AgNO3}) = n(\ce{AgNO3}) - n_{	ext{прореаг.}}(\ce{AgNO3}) = 0{,}3 - 0{,}2 = 0{,}1 	ext{ моль}$$

$$m_{	ext{ост.}}(\ce{AgNO3}) = n_{	ext{ост.}}(\ce{AgNO3}) \cdot M(\ce{AgNO3}) = 0{,}1 \cdot 170 = 17 	ext{ г}$$

5) Вычислим массу образовавшегося хлорида серебра:

$$n(\ce{AgCl}) = n(\ce{KCl}) = 0{,}2 	ext{ моль}$$

$$m(\ce{AgCl}) = n(\ce{AgCl}) \cdot M(\ce{AgCl}) = 0{,}2 \cdot 143{,}5 = 28{,}7 	ext{ г}$$

6) Определим массу конечного раствора:

$$m_{	ext{конечн. р-ра}} = m_{	ext{остатка}} + m_{	ext{р-ра } \ce{AgNO3}} - m(\ce{AgCl}) = 16 + 170 - 28{,}7 = 157{,}3 	ext{ г}$$

7) Найдём массовую долю оставшегося нитрата серебра:

$$\omega_{	ext{ост.}}(\ce{AgNO3}) = \frac{m_{	ext{ост.}}(\ce{AgNO3})}{m_{	ext{конечн. р-ра}}} = \frac{17}{157{,}3} = 0{,}1081 = 10{,}81\%$$

Задание №34Расчётные задачиЕГЭ по химии