Вопрос школьника
При обработке 13,62 г смеси хлоридов калия и натрия серной кислотой получили 16,12 г смеси безводных сульфатов калия и натрия. Определите массовую долю хлорида калия в исходной смеси
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать химические уравнения реакций между хлоридами калия и натрия и серной кислотой, а также массовые доли элементов в соответствующих соединениях.
Химическое уравнение реакции между хлоридами калия и натрия и серной кислотой:
KCl + H2SO4 → K2SO4 + HCl
NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + HCl
Массовые доли элементов в соединениях:
KCl: K – 39,1%, Cl – 60,9%
NaCl: Na – 39,3%, Cl – 60,7%
K2SO4: K – 44,9%, S – 18,6%, O – 36,5%
Na2SO4: Na – 27,4%, S – 18,6%, O – 54,0%
Исходя из уравнения реакции, можно записать соотношение между массами исходных и полученных соединений:
(mKCl/MKCl + mNaCl/MNaCl) * MKCl * 0,609 = mHCl/MHCl
(mKCl/MKCl + mNaCl/MNaCl) * MNaCl * 0,607 = mHCl/MHCl
mKCl + mNaCl = mK2SO4 + mNa2SO4
где m – масса соединения, M – молярная масса соединения.
Решая эту систему уравнений, можно найти массовую долю хлорида калия в исходной смеси:
mKCl = 0,391 * (13,62 / (74,55 + 58,44)) = 3,05 г
mNaCl = 0,393 * (13,62 / (74,55 + 58,44)) = 3,08 г
mK2SO4 = 0,449 * (16,12 / (174,26 + 142,04)) = 3,31 г
mNa2SO4 = 0,274 * (16,12 / (174,26 + 142,04)) = 2,01 г
mHCl = 0,609 * 3,05 + 0,607 * 3,08 = 3,07 г
Таким образом, массовая доля хлорида калия в исходной смеси равна:
mKCl / (mKCl + mNaCl) * 100% = 3,05 / (3,05 + 3,08) * 100% = 49,8% (округляем до 50%)
