Какова массовая доля хлорида калия в растворе, который получается при пропускании 2,24 л хлора через 280 г горячего 20%-ного раствора едкого кали? Ответ должен быть в процентах и округлен до десятых.

Химия 11 класс Растворы и их свойства массовая доля хлорида калия раствор хлора 20%-ный раствор едкого кали химия расчет массовой доли Новый

Чтобы найти массовую долю хлорида калия в растворе, нужно пройти несколько шагов. Давайте разберем их по порядку.

Шаг 1: Определение количества вещества NaOH в растворе

У нас есть 280 г 20%-ного раствора едкого кали (NaOH). Чтобы найти массу NaOH в растворе, используем формулу:

• Масса NaOH = Масса раствора × Процентное содержание NaOH

Подставляем значения:

• Масса NaOH = 280 г × 0,20 = 56 г

Шаг 2: Определение количества вещества хлора

Теперь найдем количество вещества хлора (Cl2), который пропускается через раствор. Используем объем и условия нормальных условий (н.у.):

• 1 моль газа занимает 22,4 л при н.у.

Следовательно, количество вещества хлора можно найти так:

• Количество вещества Cl2 = Объем Cl2 / Объем 1 моля газа = 2,24 л / 22,4 л/моль = 0,1 моль

Шаг 3: Реакция между NaOH и Cl2

Хлор реагирует с едким кали по следующему уравнению:

• Cl2 + 2 NaOH → NaCl + NaClO + H2O

Из уравнения видно, что 1 моль Cl2 реагирует с 2 моль NaOH. У нас есть 0,1 моль Cl2, значит, потребуется:

• Количество NaOH, необходимое для реакции = 0,1 моль Cl2 × 2 = 0,2 моль NaOH

Шаг 4: Проверка наличия NaOH

У нас есть 56 г NaOH. Теперь найдем, сколько моль NaOH это составляет:

• Молярная масса NaOH ≈ 40 г/моль (Na) + 16 г/моль (O) + 1 г/моль (H) = 40 + 16 + 1 = 40 г/моль
• Количество NaOH = 56 г / 40 г/моль = 1,4 моль

Так как 1,4 моль NaOH больше, чем 0,2 моль, то NaOH в избытке, и вся хлора будет использована.

Шаг 5: Определение количества образовавшегося хлорида калия

В результате реакции образуется:

• NaCl (хлорид натрия) и NaClO (гипохлорит натрия).

Но нам нужен хлорид калия (KCl). Мы можем предположить, что вся масса NaOH, которая не была использована, будет преобразована в KCl в результате реакции с хлором, если добавить хлорид калия.

Шаг 6: Определение массы полученного KCl

Из-за того, что в реакции хлора с NaOH образуется NaCl, в конечном итоге мы получаем KCl, который будет эквивалентен количеству хлора, который прошел через раствор:

• Масса KCl = Количество NaCl × Молярная масса KCl.

Молярная масса KCl ≈ 39 г/моль (K) + 35,5 г/моль (Cl) = 74,5 г/моль.

Следовательно, масса KCl будет равна:

• Масса KCl = 0,1 моль × 74,5 г/моль = 7,45 г.

Шаг 7: Определение общей массы раствора

Теперь найдем общую массу раствора после реакции:

• Общая масса раствора = Начальная масса раствора + Масса KCl = 280 г + 7,45 г = 287,45 г.

Шаг 8: Расчет массовой доли KCl

Теперь можем найти массовую долю KCl в растворе:

• Массовая доля KCl = (Масса KCl / Общая масса раствора) × 100%

Подставляем значения:

• Массовая доля KCl = (7,45 г / 287,45 г) × 100% ≈ 2,6%

Ответ: Массовая доля хлорида калия в растворе составляет приблизительно 2,6%.