Номер 289, страница 47 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

289. Какую массу раствора с массовой долей гидроксида калия 14,8 % нужно взять для полной нейтрализации соляной кислоты массой 30,6 г с массовой долей хлороводорода 7,34 %?

Дано:

$m_{р-ра}(HCl) = 30,6 \text{ г}$

$\omega(HCl) = 7,34 \% = 0,0734$

$\omega(KOH) = 14,8 \% = 0,148$

Найти:

$m_{р-ра}(KOH) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции нейтрализации соляной кислоты гидроксидом калия:

$HCl + KOH \rightarrow KCl + H_2O$

Из уравнения видно, что соляная кислота и гидроксид калия реагируют в мольном соотношении 1:1.

2. Найдем массу чистого хлороводорода (HCl) в растворе соляной кислоты:

$m(HCl) = m_{р-ра}(HCl) \cdot \omega(HCl)$

$m(HCl) = 30,6 \text{ г} \cdot 0,0734 = 2,24544 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярные массы HCl и KOH:

$M(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5 \text{ г/моль}$

$M(KOH) = 39 + 16 + 1 = 56 \text{ г/моль}$

4. Определим количество вещества (моль) хлороводорода, вступившего в реакцию:

$n(HCl) = \frac{m(HCl)}{M(HCl)} = \frac{2,24544 \text{ г}}{36,5 \text{ г/моль}} \approx 0,0615 \text{ моль}$

5. Согласно уравнению реакции, для полной нейтрализации потребуется такое же количество вещества гидроксида калия:

$n(KOH) = n(HCl) \approx 0,0615 \text{ моль}$

6. Найдем массу чистого гидроксида калия, необходимую для реакции:

$m(KOH) = n(KOH) \cdot M(KOH)$

$m(KOH) = 0,0615 \text{ моль} \cdot 56 \text{ г/моль} \approx 3,444 \text{ г}$

7. Теперь найдем массу раствора гидроксида калия с массовой долей 14,8%:

$m_{р-ра}(KOH) = \frac{m(KOH)}{\omega(KOH)}$

$m_{р-ра}(KOH) = \frac{3,444 \text{ г}}{0,148} \approx 23,27 \text{ г}$

При расчетах без промежуточных округлений:

$m_{р-ра}(KOH) = \frac{ \frac{30,6 \cdot 0,0734}{36,5} \cdot 56}{0,148} \approx 23,3 \text{ г}$

Ответ: для полной нейтрализации необходимо взять 23,3 г раствора гидроксида калия.