Смесь бромида калия и иодида калия растворили в воде. Полученный раствор разлили по трём колбам. К 250 г раствора в первой колбе добавили 430 г 40%-ного раствора нитрата серебра. После завершения реакции массовая доля нитрата серебра в образовавшемся растворе составила 8,44 %. К 300 г раствора во второй колбе добавили избыток раствора нитрата меди(II), в результате чего в осадок выпало 28,65 г соли. Вычислите массовую долю каждой из солей в третьей колбе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
1) KBr + AgNO3 = AgBr + KNO3
2) KI + AgNO3 = AgI + KNO3
3) 2Cu(NO3)2 + 4KI = 2CuI + I2 + 4KNO3
Уравнения реакций составлены верно и соответствуют условию.
Определение количества KI в первой колбе:
n(CuI) = m(CuI) / M(CuI) = 28,65 / 191 = 0,15 моль
n(KI во второй колбе) = n(CuI) / 2 · 4 = 0,15 / 2 · 4 = 0,3 моль
Поскольку все колбы содержат порции одного и того же исходного раствора, количество KI пропорционально массе порции взятого раствора.
n(KI в первой колбе) / m(раствора в первой колбе) = n(KI во второй колбе) / m(раствора во второй колбе)
n(KI в первой колбе) = n(KI во второй колбе) / m(раствора во второй колбе) · m(раствора в первой колбе) = 0,3 / 300 · 250 = 0,25 моль
Определение количества KBr в первой колбе:
m(AgNO3 исх.) = m(р-ра AgNO3) / 100 % · ω(AgNO3) = 430 / 100 % · 40 % = 172 г
n(AgNO3 прореаг. с KBr) = n(KBr в первой колбе)
n(AgNO3 прореаг. с KI) = n(KI в первой колбе) = 0,25 моль
n(AgNO3 прореаг.) = n(AgNO3 прореаг. с KBr) + n(AgNO3 прореаг. с KI) = n(KBr в первой колбе) + 0,25
m(AgNO3 прореаг.) = n(AgNO3 прореаг.) · M(AgNO3) = (n(KBr в первой колбе) + 0,25) · 170
m(AgNO3 ост.) = m(AgNO3 исх.) - m(AgNO3 прореаг.) = 172 - 170 · (n(KBr в первой колбе) + 0,25)
n(AgBr) = n(KBr в первой колбе)
n(AgI) = n(KI в первой колбе) = 0,25 моль
m(AgBr) = n(AgBr) · M(AgBr) = n(KBr в первой колбе) · 188
m(AgI) = n(AgI) · M(AgI) = 0,25 · 235 = 58,75 г
m(конечного р-ра) = m(исх. р-ра в первой колбе) + m(р-ра AgNO3) - m(AgBr) - m(AgI) = 250 + 430 - 188 · n(KBr в первой колбе) - 58,75 = 621,25 - 188 · n(KBr в первой колбе)
По условию ω(AgNO3 ост.) = 8,44 %
(172 - 170 · (n(KBr в первой колбе) + 0,25)) / (621,25 - 188 · n(KBr в первой колбе)) = 0,0844 [1]
Пусть n(KBr в первой колбе) = x моль, тогда:
(172 - 170 · (x + 0,25)) / (621,25 - 188x) = 0,0844 [1]
x = 0,5
n(KBr в первой колбе) = 0,5 моль
Нахождение массовых долей KBr и KI:
m(KBr в первой колбе) = n(KBr в первой колбе) · M(KBr) = 0,5 · 119 = 59,5 г
m(KI в первой колбе) = n(KI в первой колбе) · M(KI) = 0,25 · 166 = 41,5 г
Поскольку все три колбы содержат порции одного и того же исходного раствора, массовые доли KBr и KI во всех колбах до проведения последующих реакций были одинаковы
ω(KBr в третьей колбе) = ω(KBr в первой колбе) = m(KBr в первой колбе) / m(р-ра в первой колбе) · 100 % = 59,5 / 250 · 100 % = 23,8 %
ω(KI в третьей колбе) = ω(KI в первой колбе) = m(KI в первой колбе) / m(р-ра в первой колбе) · 100 % = 41,5 / 250 · 100 % = 16,6 %
Ход решения изложен логично и последовательно.
Верно произведены вычисления.
Ответ: ω(KBr) = 23,8 %; ω(KI) = 16,6 %
Получен правильный ответ.