Дано:
Масса смеси хлора и брома = 17,75 г.
Масса твёрдого остатка меньше массы бромида калия на 2,225 г.
Найти:
Массовую долю хлора в исходной смеси.
Решение:
1. Обозначим массу хлора в смеси как m(Cl) и массу брома как m(Br). Тогда:
m(Cl) + m(Br) = 17,75 г.
2. При реакции хлора и брома с бромидом калия образуется хлорид калия (KCl) и бромид калия (KBr).
3. Масса твёрдого остатка соответствует массе KCl, а также KBr из реакций.
4. Пусть масса бромида калия в растворе равна m(KBr). Тогда:
м(KBr) - (м(KCl) + м(KBr)) = 2,225 г.
5. Следовательно, масса KCl = m(KBr) - 2,225 г.
6. В результате реакции:
m(Cl)/M(Cl) + m(Br)/M(Br) = (m(KBr) - 2,225) / M(KBr).
7. Подставляя известные молярные массы:
M(Cl) = 35,5 г/моль, M(Br) = 79,9 г/моль, M(K) = 39 г/моль.
8. Решаем систему уравнений для нахождения m(Cl) и m(Br):
m(Cl) + m(Br) = 17,75 г,
m(Cl)/35,5 + m(Br)/79,9 = (m(KBr) - 2,225) / 119,8.
9. После преобразования и подстановки значений получаем uравнение, решая его, определяем m(Cl) и m(Br).
10. Находим массовую долю хлора:
массовая доля Cl = (m(Cl) / 17,75) * 100%.
Ответ:
Массовая доля хлора в исходной смеси составляет примерно 30,71%.