Дано:
Масса смеси KCl, KNO3 и KClO3 = 16,98 г
Объем выделившегося газа при нагревании смеси = 2,24 дм³ (н.у.)
Объем выделившегося хлора при реакции с избытком соляной кислоты = 2,688 дм³ (н.у.)
Найти:
Массы каждой из трех солей в смеси
Решение с расчетом:
1. Рассмотрим процессы, происходящие при нагревании и при реакции с соляной кислотой.
При нагревании смеси происходит разложение нитрата калия и хлората калия по уравнениям:
2KNO3 -> 2KNO2 + O2↑
2KClO3 -> 2KCl + 3O2↑
При этом выделяется кислород и объем газа увеличивается на 5 моль. Таким образом, можно определить количество молярного кислорода, полученного при разложении солей:
Vm = 22,4 л/моль
n(O2) = V / Vm = 2,24 / 22,4 = 0,1 моль
n(KNO3) = n(O2) / 3 = 0,033 моль
n(KClO3) = n(O2) / 3 = 0,033 моль
2. При реакции соляной кислоты с смесью KCl, KNO2 и KClO3 выделяется хлор:
KCl + HCl -> KCl + H2O + Cl2↑
KNO2 + 2HCl -> KCl + H2O + NO↑ + Cl2↑
KClO3 + 6HCl -> 3Cl2↑ + KCl + 3H2O
Поскольку выделенный объем хлора пропорционален количеству хлорида калия в исходной смеси, можем определить количество хлорида калия в смеси:
Vm = 22,4 л/моль
n(Cl2) = V / Vm = 2,688 / 22,4 = 0,12 моль
n(KCl) = n(Cl2) = 0,12 моль
3. Теперь можем определить количество нитрата калия:
n(KNO3) = n(O2) / 3 = 0,033 моль
4. Остаток смеси состоит из хлората калия:
n(KClO3) = 0,033 моль
m(KClO3) = n(KClO3) * M(KClO3) = 0,033 * 122,55 = 4,06 г
5. Массы каждой из трех солей в смеси:
m(KCl) = n(KCl) * M(KCl) = 0,12 * 74,55 = 8,46 г
m(KNO3) = n(KNO3) * M(KNO3) = 0,033 * 101,1 = 3,38 г
m(KClO3) = 4,06 г
Ответ:
Масса KCl = 8,46 г
Масса KNO3 = 3,38 г
Масса KClO3 = 4,06 г