Газовая смесь оксида азота(II) и оксида азота(IV) массой 64,10 г и объёмом (н. у.) 34,72 дм3 была полностью поглощена раствором массой 940 г с массовой долей гидроксида калия 12,4 %. Рассчитайте массовые доли солей в полученном растворе.
от

1 Ответ

дано:  
- Масса газовой смеси = 64,10 г  
- Объем газовой смеси (н. у.) = 34,72 дм3  
- Масса раствора = 940 г  
- Массовая доля гидроксида калия (KOH) = 12,4 %  

найти:  
Массовые доли солей в полученном растворе.  

решение:  
1. Определим количество моль газовой смеси при нормальных условиях:
   При н.у. 1 моль газа занимает 22,4 дм3.
   n = V / Vm = 34,72 / 22,4 ≈ 1,55 моль.

2. Запишем уравнения реакций с оксидом азота(II) и оксидом азота(IV) с гидроксидом калия:
   - Для NO (оксид азота(II)):
     2 KOH + NO → KNO2 + H2O
   - Для NO2 (оксид азота(IV)):
     2 KOH + 2 NO2 → 2 KNO3 + H2O

   Из реакции видно, что на 1 моль NO требуется 2 моль KOH, а на 2 моля NO2 также нужно 2 моль KOH. Таким образом, можно считать, что моль KOH полностью использован.

3. Найдем массу KOH в растворе:
   Масса KOH = 940 * 0,124 = 116,56 г.

4. Молярная масса KOH:
   M(KOH) = 39 + 16 + 1 = 56 г/моль.

5. Найдем количество моль KOH:
   n(KOH) = m(KOH) / M(KOH) = 116,56 / 56 ≈ 2,08 моль.

6. Теперь определим массу образовавшихся солей. В результате реакции образуются нитриты и нитраты калия. Предположим, что вся газовая смесь реагирует:

   Сначала найдем соотношение:
   - Пусть x моль NO и (1,55 - x) моль NO2.
   
   Тогда:
   2x моль KOH уходит на NO и 2(1,55 - x) моль KOH уходит на NO2,
   и должно выполняться равенство:
   2x + 2(1,55 - x) = 2,08.
   
   Упростим:
   2(1,55) = 2,08,
   3,1 = 2,08 не выполняется.

   Это говорит о том, что в смеси, вероятно, больше NO2.

7. Допустим, весь KOH пошел на образование KNO3:
   Количество KNO3 = 2(1,55) = 3,1 моль (это максимальная оценка), но так как KOH меньше, значит:
   m(KNO3) = n(KNO3) * M(KNO3),
   где M(KNO3) = 39 + 14 + 3*16 = 101 г/моль.

8. Подсчитаем массу нитратов:
   m(KNO3) = 2,08 * 101 = 210,08 г.

9. Теперь найдем массовые доли:
   Общая масса раствора = масса KOH + масса KNO3 + оставшаяся масса воды.

   Доля KNO3 в растворе:
   w(KNO3) = m(KNO3) / (m(KOH) + m(KNO3)) = 210,08 / 940 * 100% ≈ 22,33 %.

   Доля KOH в растворе:
   w(KOH) = m(KOH) / (m(KOH) + m(KNO3)) = 116,56 / 940 * 100% ≈ 12,42 %.

Ответ:  
Массовая доля KNO3 в растворе составляет примерно 22,33 %.  
Массовая доля KOH в растворе составляет примерно 12,42 %.
от