Банк заданий
Химия
Задание 73507

Задание №73507 ЕГЭ по Химии

Тема : Неорганическая задача

Раздел: Задачи

34 линия

Не выполнено

Навеску хлората калия массой 11,025 г осторожно нагрели. При этом часть её подверглась диспропорционированию, часть – разложилась с выделением газа, а некоторая часть не разложилась. Масса получившегося твердого остатка составила 10,065 г. Этот остаток растворили в 111 мл воды и получили раствор с массовой долей хлорида калия 2%. Рассчитайте массовую долю перхлорат-ионов в твёрдом остатке после прокаливания хлората калия.

В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

1. По условию протекают реакции:
[1] 4KClO₃ Формула KCl + 3KClO₄[2] 2KClO₃ 2KCl + 3O₂

2. Найдем число моль выделившегося кислорода:
m O₂ = m KClO₃ – m_{остатка} = 11,025 – 10,065 = 0,96 г
n O₂ = m O₂ / M O₂ = 0,96 / 32 = 0,03 моль

3. Найдем число моль хлората калия, прореагировавшего в реакции №1 и оставшегося в твердом остатке. Для этого составим и решим систему уравнений:
Пусть n₁ KClO₃ = x моль, а n_ост. KClO₃ = y моль, тогда
n₂ KClO₃ = 2n O₂ / 3 = 2 · 0,03 / 3 = 0,02 моль
n_общ. KClO₃ = n₁ KClO₃ + n₂ KClO₃ + n_ост. KClO₃ = (x + 0,02 + y) моль
m_общ. KClO₃ = n_общ. KClO₃ · M KClO₃ = (x + 0,02 + y) · 122,5 г = 11,025 г
122,5x + 122,5y = 8,575

Выразим массовую долю хлорида калия в растворе:
n₁ KCl = n₁ KClO₃ / 4 = 0,25x моль
n₂ KCl = n₂ KClO₃ = 0,02 моль
n_общ. KCl = n₁ KCl + n₂ KCl = (0,25x + 0,02) моль
m_общ. KCl = n_общ. KCl · M KCl = (0,25x + 0,02) · 74,5 = (18,025x + 1,49) г

m H₂O = ρ H₂O · V H₂O = 1 · 111 = 111 г
m_р-ра = m H₂O + m_{остатка} = 111 + 10,065 = 121,065 г

ω KCl = m_общ. KCl / m_р-ра = (18,025x + 1,49) / 121,065 = 0,02

Решим систему уравнений:
122,5x + 122,5y = 8,575
(18,025x + 1,49) / 121,065 = 0,02

x = 0,05; n₁ KClO₃ = 0,05 моль
y = 0,02; n_ост. KClO₃ = 0,02 моль

4. Найдем массу перхлорат-ионов:
n KClO₄ = 3n₁ KClO₃ / 4 = 3 · 0,05 / 4 = 0,0375 моль
n ClO₄^– = n KClO₄ = 0,0375 моль
m ClO₄^– = n ClO₄^– · M ClO₄^– = 0,0375 · 99,5 = 3,731 г

5. Найдем массовую долю перхлорат-ионов в твердом остатке:
ω ClO₄^– = m ClO₄^– / m_{остатка} = 3,731 / 10,065 = 0,3707 → 37,07%

Ответ: ω ClO₄^– = 37,07%

Источник: Сборник Добротина Д. Ю.