В растворе массой 300 г с массовой долей гидроксида калия 23,33% растворили весь газ, который образовался при сжигании 28 л метана. Каков состав получившейся соли и какова ее массовая доля в растворе?

Химия 9 класс Растворы и их свойства гидроксид калия массовая доля состав соли метан сжигание метана химия 9 класс раствор расчет массы химическая реакция Новый

Чтобы решить задачу, давайте сначала разберемся с тем, что происходит при сжигании метана и какие продукты образуются.

Шаг 1: Определение продуктов сжигания метана

Метан (CH4) при сжигании реагирует с кислородом (O2) и образует углекислый газ (CO2) и воду (H2O). Реакция можно записать следующим образом:

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O

Шаг 2: Определение объема образовавшегося газа

Мы знаем, что 28 л метана сгорело. По уравнению реакции видно, что на каждый моль метана образуется 1 моль углекислого газа. Для расчета нам нужно перевести объем метана в количество вещества.

При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22,4 л. Таким образом, количество вещества метана можно найти по формуле:

• n(CH4) = V / Vm = 28 л / 22,4 л/моль ≈ 1,25 моль

Следовательно, образуется 1,25 моль углекислого газа (CO2).

Шаг 3: Реакция гидроксида калия с углекислым газом

Гидроксид калия (KOH) реагирует с углекислым газом, образуя карбонат калия (K2CO3) и воду:

2 KOH + CO2 → K2CO3 + H2O

Теперь определим, сколько карбоната калия образуется из 1,25 моль углекислого газа:

• Согласно уравнению, на 1 моль CO2 нужно 2 моль KOH. Для 1,25 моль CO2 потребуется 2 * 1,25 = 2,5 моль KOH.

Шаг 4: Определение массы KOH в растворе

Теперь нам нужно узнать, сколько KOH у нас есть в растворе. Мы знаем, что массовая доля KOH в растворе составляет 23,33%. Масса раствора равна 300 г, поэтому:

• Масса KOH = 0,2333 * 300 г = 70 г.

Шаг 5: Определение количества KOH в молях

Молярная масса KOH примерно равна 56,1 г/моль. Теперь найдем количество KOH в молях:

• n(KOH) = 70 г / 56,1 г/моль ≈ 1,25 моль.

Шаг 6: Определение, достаточно ли KOH для реакции

Мы выяснили, что для реакции с 1,25 моль CO2 требуется 2,5 моль KOH. У нас есть только 1,25 моль KOH, что означает, что KOH не хватает для полного реагирования с CO2. Таким образом, вся масса KOH будет использована, и часть CO2 останется в растворе.

Шаг 7: Определение массы образовавшейся соли

Так как мы можем использовать только 1,25 моль KOH, то количество образовавшегося K2CO3 можно найти по уравнению реакции:

• Согласно уравнению, 2 моль KOH дают 1 моль K2CO3, следовательно, 1,25 моль KOH дадут 0,625 моль K2CO3.

Теперь найдем массу K2CO3. Молярная масса K2CO3 составляет примерно 138,2 г/моль:

• Масса K2CO3 = 0,625 моль * 138,2 г/моль ≈ 86,5 г.

Шаг 8: Определение массовой доли соли в растворе

Теперь мы можем найти массовую долю K2CO3 в растворе:

• Массовая доля K2CO3 = (масса K2CO3 / масса раствора) * 100% = (86,5 г / 300 г) * 100% ≈ 28,83%.

Ответ:

Состав получившейся соли - карбонат калия (K2CO3). Массовая доля карбоната калия в растворе составляет примерно 28,83%.