дано:
- Объем раствора гидроксида калия (KOH) = 200 мл
- Массовая доля KOH = 20%
- Плотность раствора KOH = 1,19 г/мл
- Объем раствора серной кислоты (H2SO4) = 200 мл
- Массовая доля H2SO4 = 16%
- Плотность раствора H2SO4 = 1,11 г/мл
- Масса выпавшего осадка (соли) = 28 г
найти:
- Массовую долю соли в растворе при 10º С
решение:
1. Рассчитаем массу раствора KOH:
Масса KOH = объем * плотность = 200 мл * 1,19 г/мл = 238 г.
2. Рассчитаем массу KOH в растворе:
Масса KOH = масса раствора * массовая доля = 238 г * 0,20 = 47,6 г.
3. Рассчитаем массу раствора H2SO4:
Масса H2SO4 = объем * плотность = 200 мл * 1,11 г/мл = 222 г.
4. Рассчитаем массу H2SO4 в растворе:
Масса H2SO4 = масса раствора * массовая доля = 222 г * 0,16 = 35,52 г.
5. Запишем уравнение реакции между KOH и H2SO4:
2 KOH + H2SO4 → K2SO4 + 2 H2O.
Из уравнения видно, что 2 моль KOH реагируют с 1 моль H2SO4 для образования 1 моль K2SO4.
6. Найдем количество моль KOH и H2SO4:
- Молярная масса KOH ≈ 39 + 16 + 1 = 56 г/моль.
Количество моль KOH = масса / молярная масса = 47,6 г / 56 г/моль ≈ 0,85 моль.
- Молярная масса H2SO4 ≈ 2 + 32 + 16*4 = 98 г/моль.
Количество моль H2SO4 = масса / молярная масса = 35,52 г / 98 г/моль ≈ 0,36 моль.
7. Определим, сколько соли K2SO4 образуется:
По уравнению реакции, для 0,85 моль KOH потребуется 0,425 моль H2SO4, но у нас только 0,36 моль H2SO4. Это значит, что H2SO4 будет лимитирующим реагентом.
8. Найдем количество моль K2SO4, которое образуется:
Из уравнения мы видим, что 1 моль H2SO4 дает 1 моль K2SO4. Значит, из 0,36 моль H2SO4 можно получить 0,36 моль K2SO4.
9. Рассчитаем массу K2SO4:
Молярная масса K2SO4 ≈ 39*2 + 32 + 16*4 = 174 г/моль.
Масса K2SO4 = количество моль * молярная масса = 0,36 моль * 174 г/моль ≈ 62,64 г.
10. В результате получаем:
Осадок K2SO4 = 28 г.
11. Общая масса раствора после реакции:
Масса растворов KOH и H2SO4 до смешивания = 238 г + 222 г = 460 г.
После реакции осадок составляет 28 г, значит масса жидкости (фильтрата) = 460 г - 28 г = 432 г.
12. Теперь найдем массовую долю соли в растворе:
Массовая доля соли = (масса соли / (масса фильтрата + масса соли)) * 100% = (28 г / (432 г + 28 г)) * 100% ≈ (28 г / 460 г) * 100% ≈ 6,09%.
ответ:
Массовая доля соли в растворе при 10º С составляет примерно 6,09%.