Дано:
- Объем раствора KOH V_KOH = 100 мл = 0.1 л
- Концентрация раствора KOH C_KOH = 15%
- Плотность раствора KOH ρ_KOH = 1.1 г/мл
- Объем раствора HCl V_HCl = 150 мл = 0.15 л
- Концентрация раствора HCl C_HCl = 10%
- Плотность раствора HCl ρ_HCl = 1.05 г/мл
Найти:
1. Среду полученного раствора (кислая, нейтральная или щелочная).
2. Массовую долю KCl в полученном растворе.
Решение:
1. Найдем массу гидроксида калия в растворе:
m_KOH = C_KOH * V_KOH * ρ_KOH = 0.15 * 0.1 л * 1100 г/л = 16.5 г.
2. Найдем массу соляной кислоты в растворе:
m_HCl = C_HCl * V_HCl * ρ_HCl = 0.10 * 0.15 л * 1050 г/л = 15.75 г.
3. Запишем уравнение реакции между KOH и HCl:
KOH + HCl → KCl + H2O.
4. Определим количество молей KOH и HCl:
Молярная масса KOH ≈ 39 + 16 + 1 = 56 г/моль.
n_KOH = m_KOH / M_KOH = 16.5 г / 56 г/моль ≈ 0.2946 моль.
Молярная масса HCl ≈ 1 + 35.5 = 36.5 г/моль.
n_HCl = m_HCl / M_HCl = 15.75 г / 36.5 г/моль ≈ 0.4315 моль.
5. Определим, какой реагент является лимитирующим:
По уравнению реакции видно, что 1 моль KOH реагирует с 1 моль HCl. Количество KOH меньше, поэтому он является лимитирующим реагентом.
6. Рассчитаем количество образовавшегося KCl:
Так как на 1 моль KOH образуется 1 моль KCl:
n_KCl = n_KOH ≈ 0.2946 моль.
7. Найдем массу KCl:
Молярная масса KCl ≈ 39 + 35.5 = 74.5 г/моль.
m_KCl = n_KCl * M_KCl = 0.2946 моль * 74.5 г/моль ≈ 21.93 г.
8. Найдем общую массу полученного раствора:
m_total = m_KOH + m_HCl = 16.5 г + 15.75 г = 32.25 г.
9. Теперь найдем массовую долю KCl в полученном растворе:
w_KCl = (m_KCl / m_total) * 100% = (21.93 г / 32.25 г) * 100% ≈ 67.96%.
10. Определим среду полученного раствора:
Поскольку оставшийся HCl не был полностью использован, а его количество больше, чем количество KOH, раствор будет кислым.
Ответ:
Среда полученного раствора - кислая, массовая доля KCl составляет примерно 67.96%.