Номер 4, страница 62 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано

Масса сульфата калия (практическая), $m_{практ}(\text{K}_2\text{SO}_4) = 13,572 \text{ г}$

Практический выход реакции, $\eta = 78 \%$

Перевод в СИ:

Масса сульфата калия (практическая), $m_{практ}(\text{K}_2\text{SO}_4) = 0,013572 \text{ кг}$

Практический выход реакции, $\eta = 0,78$

Найти:

Масса гидроксида калия, $m(\text{KOH})$ - ?

Решение

1. Напишем уравнение реакции нейтрализации серной кислоты гидроксидом калия:

$2\text{KOH} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\text{H}_2\text{O}$

2. Рассчитаем теоретическую массу сульфата калия, которая должна была образоваться, исходя из практического выхода реакции. Формула для расчета теоретической массы выглядит так:

$\eta = \frac{m_{практ}}{m_{теор}} \times 100\%$

Отсюда выразим $m_{теор}(\text{K}_2\text{SO}_4)$:

$m_{теор}(\text{K}_2\text{SO}_4) = \frac{m_{практ}(\text{K}_2\text{SO}_4)}{\eta} \times 100\%$

Подставим известные значения:

$m_{теор}(\text{K}_2\text{SO}_4) = \frac{13,572 \text{ г}}{78\%} \times 100\% = \frac{13,572}{0,78} \text{ г} = 17,400 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярные массы веществ, участвующих в расчетах (используем стандартные значения атомных масс):

Молярная масса гидроксида калия, $M(\text{KOH})$:

$M(\text{KOH}) = A_r(\text{K}) + A_r(\text{O}) + A_r(\text{H})$

$M(\text{KOH}) = 39,098 \text{ г/моль} + 15,999 \text{ г/моль} + 1,008 \text{ г/моль} = 56,105 \text{ г/моль}$

Молярная масса сульфата калия, $M(\text{K}_2\text{SO}_4)$:

$M(\text{K}_2\text{SO}_4) = 2 \times A_r(\text{K}) + A_r(\text{S}) + 4 \times A_r(\text{O})$

$M(\text{K}_2\text{SO}_4) = 2 \times 39,098 \text{ г/моль} + 32,066 \text{ г/моль} + 4 \times 15,999 \text{ г/моль} = 78,196 + 32,066 + 63,996 \text{ г/моль} = 174,258 \text{ г/моль}$

4. Рассчитаем количество вещества сульфата калия:

$n(\text{K}_2\text{SO}_4) = \frac{m_{теор}(\text{K}_2\text{SO}_4)}{M(\text{K}_2\text{SO}_4)}$

$n(\text{K}_2\text{SO}_4) = \frac{17,400 \text{ г}}{174,258 \text{ г/моль}} \approx 0,099852 \text{ моль}$

5. Используя стехиометрию реакции, найдем количество вещества гидроксида калия:

Из уравнения реакции $2\text{KOH} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\text{H}_2\text{O}$ видно, что 2 моля KOH реагируют с образованием 1 моля K₂SO₄. Следовательно, количество моль KOH в два раза больше количества моль K₂SO₄:

$n(\text{KOH}) = 2 \times n(\text{K}_2\text{SO}_4)$

$n(\text{KOH}) = 2 \times 0,099852 \text{ моль} \approx 0,199704 \text{ моль}$

6. Рассчитаем массу гидроксида калия:

$m(\text{KOH}) = n(\text{KOH}) \times M(\text{KOH})$

$m(\text{KOH}) = 0,199704 \text{ моль} \times 56,105 \text{ г/моль} \approx 11,2059 \text{ г}$

Округлим до трех знаков после запятой, что соответствует точности исходных данных.

Ответ:

Масса гидроксида калия составляет 11,206 г.