Смесь хлоридов и нитрата калия по объему газа и массе осадка
Имеется смесь хлорида аммония, хлорида калия и нитрата калия. Если порцию такой смеси массой 4 г обработать избытком гидроксида калия при нагревании, то можно получить 224 мл (н. у.) газообразного вещества. Если точно такую же порцию смеси растворить в большом объеме воды и добавить избыток раствора нитрата серебра, то образуется 2,87 г осадка. Вычислите массовые доли компонентов в исходной смеси.
Дано
`m(смеси) = 4 text{ г}`
`V(газа) = 224 text{ мл} = 0.224 text{ л}`
`m(осадка) = 2.87 text{ г}`
Найти
`ω(NH_4Cl) = text{?}`
`ω(KCl) = text{?}`
`ω(KNO_3) = text{?}`
Решение
При обработке смеси избытком гидроксида калия при нагревании реагирует только хлорид аммония:
`NH_4Cl + KOH = KCl + NH_3 text{↑} + H_2O`
Найдём количество вещества аммиака:
`n(NH_3) = (V(NH_3))/V_m = 0.224/22.4 = 0.01 text{ моль}`
Согласно уравнению, количество вещества хлорида аммония равно количеству аммиака:
`n(NH_4Cl) = n(NH_3) = 0.01 text{ моль}`
Найдём массу хлорида аммония:
`m(NH_4Cl) = n(NH_4Cl)*M(NH_4Cl) = 0.01*53.5 = 0.535 text{ г}`
При добавлении избытка нитрата серебра реагируют хлорид аммония и хлорид калия, образуя осадок хлорида серебра. Нитрат калия не реагирует. Запишем уравнения реакций:
`NH_4Cl + AgNO_3 = AgCl text{↓} + NH_4NO_3`
`KCl + AgNO_3 = AgCl text{↓} + KNO_3`
Найдём общее количество вещества хлорида серебра:
`n(AgCl) = (m(AgCl))/(M(AgCl)) = 2.87/143.5 = 0.02 text{ моль}`
Количество вещества хлорида серебра, полученного из хлорида аммония:
`n_(NH_4Cl)(AgCl) = n(NH_4Cl) = 0.01 text{ моль}`
Количество вещества хлорида серебра, полученного из хлорида калия:
`n_(KCl)(AgCl) = n(AgCl) - n_(NH_4Cl)(AgCl) = 0.02 - 0.01 = 0.01 text{ моль}`
Количество вещества хлорида калия:
`n(KCl) = n_(KCl)(AgCl) = 0.01 text{ моль}`
Найдём массу хлорида калия:
`m(KCl) = n(KCl)*M(KCl) = 0.01*74.5 = 0.745 text{ г}`
Найдём массу нитрата калия:
`m(KNO_3) = m(смеси) - m(NH_4Cl) - m(KCl) = 4 - 0.535 - 0.745 = 2.72 text{ г}`
Вычислим массовые доли компонентов в смеси:
`ω(NH_4Cl) = (100*m(NH_4Cl))/(m(смеси)) = (100*0.535)/4 = 13.38%`
`ω(KCl) = (100*m(KCl))/(m(смеси)) = (100*0.745)/4 = 18.63%`
`ω(KNO_3) = (100*m(KNO_3))/(m(смеси)) = (100*2.72)/4 = 68%`
Ответ
`ω(NH_4Cl) = 13.38%`
`ω(KCl) = 18.63%`
`ω(KNO_3) = 68%`