Номер 208, страница 47 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

208. К раствору гидроксида калия массой 34,0 г с массовой долей щёлочи, равной 2,40 %, добавили оксид калия массой 0,500 г. Рассчитайте массовую долю щёлочи в полученном растворе.

Дано:

$m_{р-ра1}(\text{KOH}) = 34,0 \text{ г}$

$ω_1(\text{KOH}) = 2,40 \% = 0,0240$

$m(\text{K}_2\text{O}) = 0,500 \text{ г}$

Найти:

$ω_2(\text{KOH}) - ?$

Решение:

1. Сначала рассчитаем массу гидроксида калия (щёлочи) в исходном растворе. Массовая доля вещества ($ω$) связана с массой вещества ($m_{вещества}$) и массой раствора ($m_{раствора}$) формулой:

$ω = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}}$

Отсюда масса гидроксида калия в исходном растворе:

$m_1(\text{KOH}) = m_{р-ра1}(\text{KOH}) \cdot ω_1(\text{KOH}) = 34,0 \text{ г} \cdot 0,0240 = 0,816 \text{ г}$

2. При добавлении оксида калия ($K_2O$) в водный раствор, он вступает в реакцию с водой, образуя дополнительное количество гидроксида калия ($KOH$). Уравнение этой химической реакции:

$\text{K}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{KOH}$

3. Рассчитаем массу гидроксида калия, которая образовалась в результате этой реакции. Для этого нам понадобятся молярные массы $K_2O$ и $KOH$. Используя относительные атомные массы: $Ar(\text{K}) \approx 39$, $Ar(\text{O}) \approx 16$, $Ar(\text{H}) \approx 1$.

$M(\text{K}_2\text{O}) = 2 \cdot Ar(\text{K}) + Ar(\text{O}) = 2 \cdot 39 + 16 = 94 \text{ г/моль}$

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

4. Из уравнения реакции видно, что из 1 моль $K_2O$ (массой 94 г) образуется 2 моль $KOH$ (массой $2 \cdot 56 = 112$ г). Составим пропорцию, чтобы найти массу $KOH$, образовавшуюся из 0,500 г $K_2O$:

Из 94 г $K_2O$ — образуется 112 г $KOH$

Из 0,500 г $K_2O$ — образуется $x$ г $KOH$

$x = m_{доп}(\text{KOH}) = \frac{0,500 \text{ г} \cdot 112 \text{ г}}{94 \text{ г}} \approx 0,5957 \text{ г}$

5. Теперь найдем общую массу гидроксида калия в конечном растворе, сложив массу $KOH$ из исходного раствора и массу $KOH$, образовавшуюся в реакции:

$m_{общ}(\text{KOH}) = m_1(\text{KOH}) + m_{доп}(\text{KOH}) = 0,816 \text{ г} + 0,5957 \text{ г} = 1,4117 \text{ г}$

6. Масса конечного раствора будет равна сумме массы исходного раствора и массы добавленного оксида калия:

$m_{р-ра2} = m_{р-ра1} + m(\text{K}_2\text{O}) = 34,0 \text{ г} + 0,500 \text{ г} = 34,5 \text{ г}$

7. Наконец, рассчитаем массовую долю щёлочи в полученном растворе:

$ω_2(\text{KOH}) = \frac{m_{общ}(\text{KOH})}{m_{р-ра2}} = \frac{1,4117 \text{ г}}{34,5 \text{ г}} \approx 0,04092$

Чтобы выразить массовую долю в процентах, умножим полученное значение на 100%:

$ω_2(\text{KOH}) = 0,04092 \cdot 100\% \approx 4,09 \%$

Ответ: массовая доля щёлочи в полученном растворе составляет 4,09 %.