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 %.