через 58,8г 10%-го раствора дихромата калия, содержащего избыток серной кислоты, пропустили 806,4 мл сернистого газа. Вычислите массовые доли солей хрома в полученном растворе.
Чтобы решить эту задачу, начнем с определения состава системы и параметров реакции.
Исходные данные:
- Масса 10%-го раствора дихромата калия (K₂Cr₂O₇): 58,8 г
- Объем сернистого газа (SO₂): 806,4 мл
Определим массу дихромата калия в растворе. Масса дихромата калия в 10%-ом растворе рассчитывается по формуле: \[ m_{K_2Cr_2O_7} = \frac{10}{100} \times 58,8 \, \text{г} = 5,88 \, \text{г} \]
Реакция между дихроматом калия и сернистым газом: Реакция может быть записана следующим уравнением (в условиях избытка серной кислоты): \[ K_2Cr_2O_7 + 3SO_2 + 2H_2SO_4 \rightarrow 2Cr_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + 3H_2O \] В этом уравнении видно, что 1 моль дихромата калия реагирует с 3 молями сернистого газа.
Молярные массы:
- Молярная масса K₂Cr₂O₇: \[ M_{K_2Cr_2O_7} = 2 \times 39,1 + 2 \times 52 + 7 \times 16 = 294,2 \, \text{г/моль} \]
- Молярная масса SO₂: \[ M_{SO_2} = 32 + 2 \times 16 = 64 \, \text{г/моль} \]
Преобразование объема газа в массу: При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л (или 22 400 мл). Таким образом, можем найти массу сернистого газа: \[ n_{SO_2} = \frac{806,4}{22400} \approx 0,036 \, \text{моль} \] Теперь рассчитаем массу этого газа: \[ m_{SO_2} = n_{SO_2} \times M_{SO_2} = 0,036 \times 64 \approx 2,304 \, \text{г} \]
Определим, сколько моль дихромата калия реагирует с этим количеством сернистого газа: Из уравнения реакции видно, что на 3 моль SO₂ нужно 1 моль K₂Cr₂O₇. Тогда найдем, сколько моль дихромата калия пойдут на реакцию с 0,036 моль SO₂: \[ n_{K_2Cr_2O_7} = \frac{0,036}{3} \approx 0,012 \, \text{моль} \]
Теперь рассчитаем массу дихромата калия, который реагировал: \[ m_{K_2Cr_2O_7 \, (\text{реагировавший})} = n_{K_2Cr_2O_7} \times M_{K_2Cr_2O_7} = 0,012 \times 294,2 \approx 3,53 \, \text{г} \]
Определим массу образовавшихся солей: По уравнению образуется:
- 2 моль Cr₂(SO₄)₃
- 1 моль K₂SO₄
Каждый из этих солей будет иметь свою массу, однако для упрощения можно сосредоточиться на общей массе полученных солей.
Общая масса конечного раствора: Полная масса раствора 58,8 г, поэтому массовая доля солей хрома в растворе будет определена как отношение массы солей к массе раствора.
Массовая доля солей хрома: \[ \text{массовая доля} = \frac{m_{K_2Cr_2O_7 \, (\text{реагировавший})}}{m_{\text{раствора}}} = \frac{3,53}{58,8} \approx 0,060 \]
Таким образом, массовая доля солей хрома в полученном растворе составляет примерно 6%. Если у вас есть дополнительные вопросы или требуется еще более подробное объяснение, не стесняйтесь спрашивать!
