Хлорат калия массой 9,8 г поместили в фарфоровую чашку и осторожно нагрели. Нагрев прекратили, когда масса навески уменьшилась на 0,96 г. Твёрдый остаток поместили в колбу, содержащую 150 г воды, при этом образовался прозрачный раствор, в котором массовая доля хлорида калия составляет 1,17 %. Определите, чему равна массовая доля перхлората калия в твёрдом остатке после прокаливания исходной навески соли. При решении задачи примите, что часть соли разложилась с выделением газа, другая часть подверглась диспропорционированию, а некоторая часть не успела разложиться.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).
1) 4KClO3 = KCl + 3KClO4
2) 2KClO3 = 2KCl + 3O2
Уравнения реакций составлены верно и соответствуют условию.
Определение количества KCl, образовавшегося при разложении с выделением O2:
m(O2) = Δm(навески) = 0,96 г
n(O2) = m(O2) / M(O2) = 0,96 / 32 = 0,03 моль
n(KClO3, реакция 2) = n(O2) / 3 · 2 = 0,03 / 3 · 2 = 0,02 моль
n(KCl, реакция 2) = n(KClO3, реакция 2) = 0,02 моль
m(твёрдого остатка) = m(исх. навески) - m(O2) = 9,8 - 0,96 = 8,84 г
m(р-ра) = m(H2O) + m(твёрдого остатка) = 150 + 8,84 = 158,84 г
Определение количества KClO3, вступившего в диспропорционирование:
n(KCl, реакция 1) = n(KClO3, реакция 1) / 4 · 1
n(KCl всего) = n(KCl, реакция 1) + n(KCl, реакция 2) = n(KClO3, реакция 1) / 4 + 0,02
m(KCl) = n(KCl всего) · M(KCl) = (n(KClO3, реакция 1) / 4 + 0,02) · 74,5
По условию ω(KCl) = 1,17 %
74,5 · (n(KClO3, реакция 1) / 4 + 0,02) / 158,84 = 0,0117 [1]
Пусть n(KClO3, реакция 1) = x моль, тогда:
74,5 · (x / 4 + 0,02) / 158,84 = 0,0117 [1]
x = 0,02
n(KClO3, реакция 1) = 0,02 моль
Нахождение массовой доли KClO4 в твёрдом остатке:
n(KClO4) = n(KClO3, реакция 1) / 4 · 3 = 0,02 / 4 · 3 = 0,015 моль
m(KClO4) = n(KClO4) · M(KClO4) = 0,015 · 138,5 = 2,078 г
ω(KClO4) = m(KClO4) / m(твёрдого остатка) · 100 % = 2,078 / 8,84 · 100 % = 23,5 %
Ход решения изложен логично и последовательно.
Верно произведены вычисления.
Ответ: ω(KClO4 в твёрдом остатке) = 23,5 %
Получен правильный ответ.