Номер 526, страница 118 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

526. В водный раствор с массовой долей гидроксида калия, равной 4,2 %, добавили фенол. Вещества прореагировали полностью. Определите массовую долю соли в полученном растворе.

Дано:

$\omega(KOH) = 4,2 \% = 0,042$

Найти:

$\omega(соли) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции фенола (C₆H₅OH) с гидроксидом калия (KOH). Фенол проявляет кислотные свойства и реагирует со щелочами с образованием соли (фенолята калия) и воды.

$C_6H_5OH + KOH \rightarrow C_6H_5OK + H_2O$

Соль, образующаяся в реакции, — фенолят калия ($C_6H_5OK$).

2. Так как в условии не указана масса исходного раствора, мы можем принять ее за произвольное значение, например, 100 г, поскольку конечная массовая доля не зависит от этого выбора.

Пусть масса исходного раствора гидроксида калия $m_{р-ра(KOH)} = 100$ г.

3. Найдем массу гидроксида калия в этом растворе:

$m(KOH) = m_{р-ра(KOH)} \cdot \omega(KOH) = 100 \text{ г} \cdot 0,042 = 4,2$ г.

4. Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в расчетах:

$M(KOH) = 39 + 16 + 1 = 56$ г/моль.

$M(C_6H_5OH) = 6 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 16 = 94$ г/моль.

$M(C_6H_5OK) = 6 \cdot 12 + 5 \cdot 1 + 16 + 39 = 132$ г/моль.

5. Найдем количество вещества (моль) гидроксида калия:

$n(KOH) = \frac{m(KOH)}{M(KOH)} = \frac{4,2 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} = 0,075$ моль.

6. Согласно уравнению реакции, вещества реагируют в соотношении 1:1. Так как реакция прошла полностью, количество вещества прореагировавшего фенола и образовавшегося фенолята калия равно количеству вещества гидроксида калия:

$n(C_6H_5OH) = n(C_6H_5OK) = n(KOH) = 0,075$ моль.

7. Найдем массу фенола, который добавили в раствор:

$m(C_6H_5OH) = n(C_6H_5OH) \cdot M(C_6H_5OH) = 0,075 \text{ моль} \cdot 94 \text{ г/моль} = 7,05$ г.

8. Найдем массу образовавшейся соли — фенолята калия:

$m(C_6H_5OK) = n(C_6H_5OK) \cdot M(C_6H_5OK) = 0,075 \text{ моль} \cdot 132 \text{ г/моль} = 9,9$ г.

9. Рассчитаем массу конечного раствора. Она складывается из массы исходного раствора гидроксида калия и массы добавленного фенола.

$m_{конечн. р-ра} = m_{р-ра(KOH)} + m(C_6H_5OH) = 100 \text{ г} + 7,05 \text{ г} = 107,05$ г.

10. Определим массовую долю соли ($C_6H_5OK$) в полученном растворе:

$\omega(C_6H_5OK) = \frac{m(C_6H_5OK)}{m_{конечн. р-ра}} \cdot 100\% = \frac{9,9 \text{ г}}{107,05 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 9,25\%$

Ответ: массовая доля соли в полученном растворе составляет 9,25 %.