Дано:
- Масса раствора с карбонатом калия (K2CO3) = 100 г.
- Массовая доля K2CO3 = 10,0 %.
- Масса раствора с сульфатом хрома(III) (Cr2(SO4)3) = 100 г.
- Массовая доля Cr2(SO4)3 = 10,0 %.
Найти:
- Массовую долю сульфата калия (K2SO4) в полученном растворе.
Решение:
1. Рассчитаем массу K2CO3 в первом растворе:
Масса K2CO3 = (10,0 / 100) * 100 г = 10 г.
2. Рассчитаем массу Cr2(SO4)3 во втором растворе:
Масса Cr2(SO4)3 = (10,0 / 100) * 100 г = 10 г.
3. Реакция между K2CO3 и Cr2(SO4)3:
Cr2(SO4)3 + 3 K2CO3 → K2Cr2O7 + 3 K2SO4.
Из уравнения видно, что на каждое 1 моль Cr2(SO4)3 требуется 3 моля K2CO3, чтобы образовалось 3 моля K2SO4.
4. Определим количество образовавшегося K2SO4:
Молярная масса K2CO3 = 2*39.10 + 12.01 + 3*16.00 = 138.21 г/моль.
Молярная масса Cr2(SO4)3 = 2*52.00 + 3*(32.07 + 4*16.00) = 392.18 г/моль.
Молярная масса K2SO4 = 2*39.10 + 32.07 + 4*16.00 = 174.26 г/моль.
5. Найдем количество молей K2CO3 и Cr2(SO4)3:
n_K2CO3 = 10 г / 138.21 г/моль ≈ 0.072 mоль.
n_Cr2(SO4)3 = 10 г / 392.18 г/моль ≈ 0.025 mоль.
6. Определим, сколько K2SO4 образуется:
По реакционному уравнению, 1 моль Cr2(SO4)3 дает 3 моль K2SO4.
Следовательно, из 0.025 моль Cr2(SO4)3 получится:
K2SO4 = 3 * n_Cr2(SO4)3 = 3 * 0.025 = 0.075 моль.
7. Теперь найдём массу образовавшегося K2SO4:
Масса K2SO4 = n_K2SO4 * M(K2SO4) = 0.075 моль * 174.26 г/моль ≈ 13.07 г.
8. Общая масса полученного раствора:
Общая масса = 100 г + 100 г = 200 г.
9. Массовая доля K2SO4 в полученном растворе:
Массовая доля K2SO4 = (масса K2SO4 / общая масса раствора) * 100% = (13.07 г / 200 г) * 100% ≈ 6.54%.
Ответ:
Массовая доля сульфата калия в полученном растворе составляет примерно 6.54%.