Question

Хлороводород, полученный действием избытка концентрированной серной кислоты на 28,08 г хлорида натрия, растворили в воде. На полученный раствор подействовали избытком пер-манганата калия. Выделившийся газ пропустили через 150 мл 10% -ного раствора гидроксида калия (плотность — 1,12 г/мл), нагретого до 100 °С. Какие вещества образуются в растворе и каковы их массовые доли?

Answer 1

Дано:
- Масса хлорида натрия (NaCl) = 28,08 г
- Концентрация раствора перманганата калия (KMnO4) не указана, но будем считать, что в реакции он будет в избытке.
- Объем 10% раствора гидроксида калия (KOH) = 150 мл
- Плотность 10% раствора гидроксида калия = 1,12 г/мл

Найти:
- Массовые доли веществ, образующихся в растворе после реакции с перманганатом калия и взаимодействия с раствором гидроксида калия.

Решение:

1. Определим количество вещества NaCl:
   Молекулярная масса NaCl = 58,5 г/моль
   Количество вещества NaCl (n) = масса / молекулярная масса
   n(NaCl) = 28,08 г / 58,5 г/моль ≈ 0,48 моль

2. Реакция с серной кислотой:
   2 NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2 HCl
   Количество вещества HCl = 0,48 моль * 2 = 0,96 моль

3. Реакция с перманганатом калия:
   В кислой среде (HCl):
   2 KMnO4 + 16 HCl → 2 MnCl2 + 5 Cl2 + 2 KCl + 8 H2O

   Количество Cl2 будет равно количеству HCl, так как один моль HCl образует один моль Cl2:
   n(Cl2) = 0,96 моль

4. Определим массу 10% раствора KOH:
   Объем = 150 мл = 0,15 л
   Масса раствора = плотность * объем
   Масса раствора = 1,12 г/мл * 150 мл = 168 г

5. Масса KOH в растворе:
   Массовая доля KOH = 10%
   Масса KOH = 10% от 168 г = 0,1 * 168 г = 16,8 г
   Молекулярная масса KOH = 39 + 16 + 1 = 56 г/моль
   Количество вещества KOH = 16,8 г / 56 г/моль = 0,3 моль

6. Реакция Cl2 с KOH (при нагревании):
   2 Cl2 + 2 KOH → 2 KCl + ClO2 + H2O

   Количество Cl2 (0,96 моль) полностью реагирует с KOH (0,3 моль):
   Реакция протекает по уравнению:
   2 Cl2 + 2 KOH → 2 KCl + ClO2 + H2O

   Поэтому из 0,3 моль KOH мы получаем 0,3 моль KCl и 0,3 моль ClO2.

7. Найдем массовые доли веществ в растворе:
   - После реакции образуются KCl и ClO2.

   Масса KCl в растворе:
   Молекулярная масса KCl = 39 + 35,5 = 74,5 г/моль
   Масса KCl = 0,3 моль * 74,5 г/моль = 22,35 г

   Масса ClO2:
   Молекулярная масса ClO2 = 35,5 + 2 * 16 = 67,5 г/моль
   Масса ClO2 = 0,3 моль * 67,5 г/моль = 20,25 г

   Общая масса раствора = масса KCl + масса ClO2 = 22,35 г + 20,25 г = 42,6 г

   Массовые доли:
   - Массовая доля KCl = 22,35 г / 42,6 г ≈ 0,525 (52,5%)
   - Массовая доля ClO2 = 20,25 г / 42,6 г ≈ 0,475 (47,5%)

Ответ:
В растворе образуются хлорид калия (KCl) и диоксид хлора (ClO2). Массовые доли веществ в растворе составляют 52,5% для KCl и 47,5% для ClO2.