Хлорат калия разложили в присутствии катализатора — оксида марганца (IV), в результате чего выделился кислород объемом 6,72 л (в пересчете на н. у.). Масса сухого остатка составила 16 г. Этот остаток прореагировал с 170 г 30%-го раствора нитрата серебра. Определите массовую долю нитрата серебра в образовавшемся растворе. В ответе напишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления.
💡 Пошаговый разбор и решение:
При разложении хлората калия в присутствии катализатора образуются хлорид калия и кислород:
$2KClO_3$ \to$ 2KCl + 3O_2$\uparrow$ ( нагревание, кат. MnO_2$ )$
Вычислим количество вещества выделяющегося кислорода: $\nu$ ( O_2$ ) = 6,72 л/22,4 л/моль = 0,3 моль$ Следовательно, по уравнению реакции образуется $\nu$ ( KCl ) = 0,3 моль \cdot $ 2/3 = 0,2 моль$ и расходуется 0,2 моль $\ChemFormKClO_3$
Вычислим массы образующегося хлорида калия:
$m ( KCl ) = 0,2 моль \cdot $ 74,5 г/моль = 14,9 г$
Отсюда:
$m ост. ( KClO_3$ ) = 16 г - 14,9 г = 1,1 г$
Таким образом, в результате прокаливания хлората калия образовалось 14,9 г хлорида калия и 1,1 г хлората калия не подверглась разложению. В воде растворяются и хлорат, и хлорид, однако с раствором нитрата серебра взаимодействует только хлорид калия, в результате чего выпадает белый творожистый осадок — хлорид серебра:
$\ChemFormKCl + AgNO_3 \to AgCl\downarrow + KNO_3$
По уравнению реакции $\nu$ ( KCl ) = \nu$ ( AgCl ) = \nu$ ( KNO_3$ ) = 0,2 моль$ Поскольку нитрата серебра дан в избытке, по завершении реакции он остается в растворе. Вычислим его оставшуюся после реакции массу:
$m ост. ( AgNO_3$ ) = 170 г \cdot $ 0,3 моль - 170 г/моль \cdot $ 0,2 моль = 17 г$
При расчете массы образующегося раствора необходимо учесть массу выпадающего в осадок хлорида серебра:
$m ( AgCl ) = 143,5 г/моль \cdot $ 0,2 моль = 28,7 г$
Вычислим массу образовавшегося раствора:
$m ( р - ра ) = 16 г + 170 г - 28,7 г = 157,3 г$
Массовая доля оставшегося нитрата серебра в растворе равна:
$\omega$ ( AgNO_3$ ) = 17 г/157,3 г \cdot $ 100\% = 10,81\%$
Ответ: 10,81%.
$2KClO_3$ \to$ 2KCl + 3O_2$\uparrow$ ( нагревание, кат. MnO_2$ )$
Вычислим количество вещества выделяющегося кислорода: $\nu$ ( O_2$ ) = 6,72 л/22,4 л/моль = 0,3 моль$ Следовательно, по уравнению реакции образуется $\nu$ ( KCl ) = 0,3 моль \cdot $ 2/3 = 0,2 моль$ и расходуется 0,2 моль $\ChemFormKClO_3$
Вычислим массы образующегося хлорида калия:
$m ( KCl ) = 0,2 моль \cdot $ 74,5 г/моль = 14,9 г$
Отсюда:
$m ост. ( KClO_3$ ) = 16 г - 14,9 г = 1,1 г$
Таким образом, в результате прокаливания хлората калия образовалось 14,9 г хлорида калия и 1,1 г хлората калия не подверглась разложению. В воде растворяются и хлорат, и хлорид, однако с раствором нитрата серебра взаимодействует только хлорид калия, в результате чего выпадает белый творожистый осадок — хлорид серебра:
$\ChemFormKCl + AgNO_3 \to AgCl\downarrow + KNO_3$
По уравнению реакции $\nu$ ( KCl ) = \nu$ ( AgCl ) = \nu$ ( KNO_3$ ) = 0,2 моль$ Поскольку нитрата серебра дан в избытке, по завершении реакции он остается в растворе. Вычислим его оставшуюся после реакции массу:
$m ост. ( AgNO_3$ ) = 170 г \cdot $ 0,3 моль - 170 г/моль \cdot $ 0,2 моль = 17 г$
При расчете массы образующегося раствора необходимо учесть массу выпадающего в осадок хлорида серебра:
$m ( AgCl ) = 143,5 г/моль \cdot $ 0,2 моль = 28,7 г$
Вычислим массу образовавшегося раствора:
$m ( р - ра ) = 16 г + 170 г - 28,7 г = 157,3 г$
Массовая доля оставшегося нитрата серебра в растворе равна:
$\omega$ ( AgNO_3$ ) = 17 г/157,3 г \cdot $ 100\% = 10,81\%$
Ответ: 10,81%.
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 115392 • Задание №1
Определите, атомы каких двух из указанных в ряду элементов имеют на внешнем энергетическом уровне один электро...
ID 116860 • Задание №5
Среди предложенных формул/названий веществ, расположенных в пронумерованных ячейках, выберите формулы/названия...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит все названные выше элементы | 4
В ответе допущена ошибка в одном из названных выше элементов | 3
В ответе допущена ошибка в двух из названных выше элементов | 2
В ответе допущена ошибка в трех из названных выше элементов | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 4
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Ответ правильный и полный, содержит все названные выше элементы | 4
В ответе допущена ошибка в одном из названных выше элементов | 3
В ответе допущена ошибка в двух из названных выше элементов | 2
В ответе допущена ошибка в трех из названных выше элементов | 1
Все элементы ответа записаны неверно | 0
Максимальный балл | 4
🔗 Другие задания линии №34 по предмету Химия:
ID 126200
При нагревании образца карбоната кальция часть вещества разложилась. При этом выделилось 4,48 л...
ID 126201
Навеску гидрокарбоната натрия прокаливали в течение непродолжительного времени и получили тверд...
ID 126202
Навеску основного карбоната меди прокаливали в течение непродолжительного времени и получили тв...
ID 126203
Навеску технического карбоната кальция массой 8,00 г растворили в избытке соляной кислоты. К по...
ID 126204
Железную проволоку массой 0,295 г растворили при нагревании в избытке разбавленной азотной кисл...