Массовая доля хлорида калия в исходной смеси
44,3 г смеси хлората калия и хлорида калия прокалили до постоянной массы. Остаток после прокаливания растворили в воде и обработали избытком раствора нитрата серебра (I). При этом образовалось 63,14 г осадка. Найдите массовую долю хлорида калия в исходной смеси.
Дано
`m(смеси) = 44.3 text{ г}`
`m(AgCl) = 63.14 text{ г}`
Найти
`ω(KCl) = text{ ?}`
Решение
При прокаливании смеси разлагается только хлорат калия:
`2KClO_3 = 2KCl + 3O_2 text{↑}`
После прокаливания остаток состоит из KCl, образовавшегося при разложении KClO₃, и KCl, который был в исходной смеси. При обработке остатка нитратом серебра протекает реакция:
`KCl + AgNO_3 = AgCl text{↓} + KNO_3`
Найдём количество вещества хлорида серебра:
`n(AgCl) = (m(AgCl))/(M(AgCl)) = 63.14/143.5 = 0.44 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, общее количество вещества KCl в остатке равно количеству вещества AgCl:
`n_text{общ.}(KCl) = n(AgCl) = 0.44 text{ моль}`
Пусть:
`n(KCl) = x`
`n(KClO_3) = x`
Тогда:
`n_text{общ.}(KCl) = x + y = 0.44`
Выразим массы солей в исходной смеси:
`74.5*x + 122.5*y = 44.3`
Решим систему уравнений:
`{(x + y = 0.44),(74.5*x + 122.5*y = 44.3):}`
`{(x = 0.44 - y),(74.5*x + 122.5*y = 44.3):}`
`32.78 - 74.5*y + 122.5*y = 44.3`
`48*y = 11.52`
`n(KClO_3) = y = 0.24 text{ моль}`
`n(KCl) = x = 0.2 text{ моль}`
Найдём массу хлорида калия в исходной смеси:
`m(KCl) = n(KCl)*M(KCl) = 0.2*74.5 = 14.9 text{ г}`
Вычислим массовую долю хлорида калия в исходной смеси:
`ω(KCl) = (100*m(KCl))/(m(смеси)) = (100*14.9)/44.3 = 33.63%`
Ответ
`ω(KCl) = 33.63%`