Номер 845, страница 139 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

845. Какую массу хлора нужно взять для получения йода из технического йодида калия массой 150 г, в котором массовая доля не содержащих йод примесей равна 6,22 % ?

Дано:

$m_{техн.}(KI) = 150 \text{ г}$

$\omega_{прим.} = 6,22 \% $

Найти:

$m(Cl_2) - ?$

Решение:

Для решения задачи сначала напишем уравнение химической реакции вытеснения йода хлором из йодида калия:

$2KI + Cl_2 \rightarrow 2KCl + I_2$

Технический йодид калия содержит примеси, не содержащие йод. Найдем массовую долю чистого йодида калия ($KI$) в образце:

$\omega(KI) = 100\% - \omega_{прим.} = 100\% - 6,22\% = 93,78\% = 0,9378$

Теперь вычислим массу чистого $KI$, которая вступит в реакцию:

$m(KI) = m_{техн.}(KI) \cdot \omega(KI) = 150 \text{ г} \cdot 0,9378 = 140,67 \text{ г}$

Для дальнейших расчетов нам понадобятся молярные массы йодида калия и хлора. Используем округленные значения атомных масс: $Ar(K) = 39$, $Ar(I) = 127$, $Ar(Cl) = 35,5$.

$M(KI) = 39 + 127 = 166 \text{ г/моль}$

$M(Cl_2) = 2 \cdot 35,5 = 71 \text{ г/моль}$

Найдем количество вещества (число моль) чистого йодида калия:

$n(KI) = \frac{m(KI)}{M(KI)} = \frac{140,67 \text{ г}}{166 \text{ г/моль}} \approx 0,8474 \text{ моль}$

Согласно стехиометрии реакции, на 2 моль $KI$ приходится 1 моль $Cl_2$. Значит, количество вещества хлора, необходимого для реакции, будет в два раза меньше:

$n(Cl_2) = \frac{1}{2} n(KI) = \frac{0,8474 \text{ моль}}{2} \approx 0,4237 \text{ моль}$

Наконец, найдем массу хлора, которую необходимо взять для реакции:

$m(Cl_2) = n(Cl_2) \cdot M(Cl_2) = 0,4237 \text{ моль} \cdot 71 \text{ г/моль} \approx 30,08 \text{ г}$

Округляя результат до трех значащих цифр (в соответствии с точностью исходных данных), получаем:

$m(Cl_2) \approx 30,1 \text{ г}$

Ответ: для получения йода необходимо взять 30,1 г хлора.