дано:
Объем выделившегося газа (CO2) = 4,48 дм3 = 4,48 л
Масса осадка (сульфата калия) = 3,90 г
Согласно уравнению реакции между карбонатом калия (K2CO3) и серной кислотой (H2SO4) выделяется углекислый газ (CO2) и образуется сульфат калия (K2SO4):
K2CO3 + H2SO4 → K2SO4 + CO2 + H2O
Для силиката калия (K2SiO3) реакция выглядит следующим образом:
K2SiO3 + H2SO4 → K2SO4 + SiO2 (осадок) + H2O
найти:
Массовую долю силиката калия в исходной смеси.
решение:
1. Найдем количество моль CO2, выделившегося в результате реакции:
При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л. Таким образом:
Количество моль CO2 = объем / 22,4 л/моль = 4,48 л / 22,4 л/моль ≈ 0,20 моль
2. Из уравнения реакции видно, что на 1 моль карбоната калия выделяется 1 моль CO2. Значит, количество моль K2CO3 в смеси равно количеству моль CO2:
Количество моль K2CO3 = 0,20 моль
3. Теперь найдем массу K2CO3:
Молярная масса K2CO3 = 2 * 39,1 (K) + 12,0 (C) + 3 * 16,0 (O) = 138,2 г/моль
Масса K2CO3 = количество моль * молярная масса = 0,20 моль * 138,2 г/моль = 27,64 г
4. Определим количество моль силиката калия, который реагирует с сульфатом:
Из уравнения видно, что на 1 моль K2SiO3 образуется 1 моль K2SO4 и 1 моль SiO2. Молярная масса SiO2 составляет:
Молярная масса SiO2 = 28,0 (Si) + 2 * 16,0 (O) = 44,0 г/моль
5. Теперь найдём количество моль SiO2 в осадке:
Количество моль SiO2 = масса / молярная масса = 3,90 г / 44,0 г/моль ≈ 0,0886 моль
Таким образом, количество моль K2SiO3 также будет равно 0,0886 моль.
6. Рассчитаем массу K2SiO3:
Молярная масса K2SiO3 = 2 * 39,1 (K) + 28,0 (Si) + 3 * 16,0 (O) = 122,2 г/моль
Масса K2SiO3 = количество моль * молярная масса = 0,0886 моль * 122,2 г/моль ≈ 10,81 г
7. Найдем общую массу смеси:
Масса смеси = масса K2CO3 + масса K2SiO3
Масса смеси = 27,64 г + 10,81 г = 38,45 г
8. Теперь рассчитаем массовую долю силиката калия:
Массовая доля K2SiO3 = (масса K2SiO3 / масса смеси) * 100%
Массовая доля K2SiO3 = (10,81 г / 38,45 г) * 100% ≈ 28,14%
ответ:
Массовая доля силиката калия в исходной смеси составляет 28,14%.