- В данном случае мы имеем 10%-ный раствор гидроксида калия (KOH) и оксид углерода (IV) (CO₂). Когда CO₂ реагирует с KOH, происходит образование карбоната калия (K₂CO₃) и воды.
Для начала определим массу 10%-ного раствора KOH. Плотность раствора составляет 1,09 г/см³, и объем раствора равен 128 мл, что эквивалентно 128 г (128 мл × 1,09 г/мл).
Масса KOH в растворе: \[ 0,1 \times 128 \, \text{г} = 12,8 \, \text{г} \]
Теперь мы можем провести стехиометрические расчеты. Реакция между KOH и CO₂ идет по следующему уравнению:
\[ 2 \, \text{KOH} + \text{CO}_2 \rightarrow \text{K}_2\text{CO}_3 + \text{H}_2\text{O} \]
Посчитаем, сколько CO₂ реагирует с KOH. Из 12,8 г KOH (где 1 моль KOH = 56 г) находим количество молей KOH:
\[ \frac{12,8 \, \text{г}}{56 \, \text{г/моль}} = 0,229 \, \text{моль} \]
Так как по уравнению реакции на 2 моля KOH требуется 1 моль CO₂, найдем количество CO₂:
\[ \frac{0,229 \, \text{моль}}{2} = 0,1145 \, \text{моль} \]
Теперь найдем массу углекислого газа:
\[ 0,1145 \, \text{моль} \times 44 \, \text{г/моль} = 5,038 \, \text{г} \]
В результате реакции образуется карбонат калия (K₂CO₃):
Масса K₂CO₃, которая образуется: \[ \text{Молярная масса } K_2CO_3 = 138 \, \text{г/моль} \] Используем 0,1145 моль K₂CO₃: \[ 0,1145 \, \text{моль} \times 138 \, \text{г/моль} = 15,77 \, \text{г} \]
Теперь найдем массовую долю K₂CO₃ в полученном растворе:
Общая масса раствора после реакции: \[ 128 \, \text{г (KOH)} + 5,038 \, \text{г (CO₂)} + 15,77 \, \text{г (K}_2\text{CO}_3) = 148,808 \, \text{г} \]
Массовая доля K₂CO₃: \[ \frac{15,77}{148,808} \times 100\% \approx 10,59\% \]
Итак, образовавшаяся соль - карбонат калия (K₂CO₃), его масса составляет 15,77 г, а массовая доля в полученном растворе - примерно 10,59%.
- Рассмотрим второй вопрос. У нас есть 84,2 мл 45%-ного раствора ортофосфорной кислоты (H₃PO₄). Сначала определим массу раствора. Плотность 1,293 г/мл, поэтому масса раствора:
\[ 84,2 \, \text{мл} \times 1,293 \, \text{г/мл} = 109,9 \, \text{г} \]
Теперь вычислим массу H₃PO₄ в растворе:
\[ 0,45 \times 109,9 \, \text{г} = 49,455 \, \text{г} \]
Когда магниевые стружки (Mg) реагируют с ортофосфорной кислотой, образуется фосфат магния (Mg₃(PO₄)₂) и водород (H₂). Реакция описывается уравнением:
\[ 3 \, \text{Mg} + 2 \, \text{H}_3\text{PO}_4 \rightarrow \text{Mg}_3(\text{PO}_4)_2 + 3 \, \text{H}_2 \]
Теперь найдем количество полученных солей. Масса магния в 12 г:
\[ \text{Молярная масса Mg} = 24 \, \text{г/моль} \] Количество молей Mg: \[ \frac{12 \, \text{г}}{24 \, \text{г/моль}} = 0,5 \, \text{моль} \]
По реакционному уравнению для получения одной молекулы Mg₃(PO₄)₂ необходимо 3 моля Mg, поэтому из 0,5 моль Mg можно получить:
\[ \frac{0,5}{3} = 0,1667 \, \text{моль} Mg₃(PO₄)₂ \]
Молярная масса Mg₃(PO₄)₂ составляет:
\[ 3 \times 24 + 2 \times (3 \times 1 + 15,999) = 3 \times 24 + 2 \times 94,97 = 72 + 189,94 = 261,94 \, \text{г/моль} \]
Теперь найдем массу образовавшейся соли:
\[ 0,1667 \, \text{моль} \times 261,94 \, \text{г/моль} \approx 43,65 \, \text{г} \]
Теперь определим массовую долю соли в растворе:
Общая масса раствора:
\[ 109,9 \, \text{г} + 12 \, \text{г} = 121,9 \, \text{г} \]
Массовая доля соли Mg₃(PO₄)₂:
\[ \frac{43,65}{121,9} \times 100\% \approx 35,8\% \]
Таким образом, масса образовавшейся соли составляет около 43,65 г, а массовая доля - около 35,8%.