Номер 944, страница 152 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

944. *Какие соли и в каких химических количествах образуются при пропускании сероводорода объёмом (н. у.) $2,00 \text{ дм}^3$ через раствор объёмом $100 \text{ см}^3$ с молярной концентрацией гидроксида калия $0,15 \text{ моль}/\text{дм}^3$?

Дано:

$V(H_2S) = 2,00 \text{ дм}^3$ (н. у.)

$V_{\text{р-ра}}(KOH) = 100 \text{ см}^3$

$c(KOH) = 0,15 \text{ моль/дм}^3$

$V_{\text{р-ра}}(KOH) = 100 \text{ см}^3 = 0,100 \text{ дм}^3$

Найти:

состав и химические количества ($n$) образовавшихся солей.

Решение:

Сероводород ($H_2S$) является двухосновной кислотой и при реакции со щелочью, такой как гидроксид калия ($KOH$), может образовывать два вида солей: кислую (гидросульфид калия, $KHS$) и среднюю (сульфид калия, $K_2S$). Состав продуктов реакции зависит от молярного соотношения реагентов.

Возможные уравнения реакций:

1) $H_2S + KOH \rightarrow KHS + H_2O$ (при молярном соотношении реагентов $n(H_2S) : n(KOH) \ge 1:1$)

2) $H_2S + 2KOH \rightarrow K_2S + 2H_2O$ (при молярном соотношении реагентов $n(H_2S) : n(KOH) \le 1:2$)

Сначала вычислим химические количества (число молей) каждого реагента.

Химическое количество сероводорода, исходя из его объема при нормальных условиях (молярный объем газа $V_m = 22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}$):

$n(H_2S) = \frac{V(H_2S)}{V_m} = \frac{2,00 \text{ дм}^3}{22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}} \approx 0,0893 \text{ моль}$

Химическое количество гидроксида калия в растворе:

$n(KOH) = c(KOH) \cdot V_{\text{р-ра}}(KOH) = 0,15 \text{ моль/дм}^3 \cdot 0,100 \text{ дм}^3 = 0,015 \text{ моль}$

Теперь сравним молярное соотношение реагентов:

$\frac{n(KOH)}{n(H_2S)} = \frac{0,015 \text{ моль}}{0,0893 \text{ моль}} \approx 0,168$

Полученное соотношение $0,168 < 1$. Это означает, что гидроксид калия находится в недостатке по отношению к сероводороду. В таких условиях протекает реакция с образованием только кислой соли, так как щелочи не хватает для полной нейтрализации двухосновной кислоты.

Следовательно, реакция идет по первому уравнению:

$H_2S + KOH \rightarrow KHS + H_2O$

Расчет количества продукта ведем по реагенту, который находится в недостатке, то есть по $KOH$. Согласно стехиометрии уравнения, из 1 моль $KOH$ образуется 1 моль $KHS$. Таким образом, химическое количество образовавшегося гидросульфида калия равно исходному количеству гидроксида калия.

$n(KHS) = n(KOH) = 0,015 \text{ моль}$

Так как весь гидроксид калия расходуется на образование кислой соли, средняя соль $K_2S$ не образуется.

Ответ: образуется только одна соль — гидросульфид калия ($KHS$) в химическом количестве 0,015 моль.