5. Сульфат калия концентрированная подкормка для растений, которая содержит элемент калий, необходимый для активного плодоношения и роста культур. Рассчитайте массу (г) сульфата…

Для решения задачи нам нужно будет определить массу сульфата калия, который может быть получен в результате реакции между гидроксидом калия и оксидом серы (VI). Давайте разберёмся, как это сделать шаг за шагом.

Шаг 1: Определение массы гидроксида калия

Сначала необходимо найти массу чистого гидроксида калия (KOH), содержащегося в растворе.

1. Данная информация:

   • Масса раствора КOH = 450 г
   • Массовая доля KOH = 12%

2. Расчёт массы KOH: \[ \text{Масса KOH} = \text{Масса раствора} \times \frac{\text{Массовая доля KOH}}{100} = 450 \, \text{г} \times \frac{12}{100} = 54 \, \text{г} \]

Шаг 2: Определение количества веществ

Далее, найдем количество гидроксида калия, который мы рассчитали.

1. Молярная масса KOH:
   K = 39 г/моль, O = 16 г/моль, H = 1 г/моль
   \[ M(KOH) = 39 + 16 + 1 = 56 \, \text{г/моль} \]

2. Расчёт молей KOH: \[ n(KOH) = \frac{\text{Масса KOH}}{M(KOH)} = \frac{54 \, \text{г}}{56 \, \text{г/моль}} \approx 0.964 \, \text{моль} \]

Теперь перейдем к оксиду серы (VI).

Шаг 3: Определение количества серы (VI)

Оксид серы (VI) имеет следующую формулу: SO₃.

1. Молярная масса SO₃:
   S = 32 г/моль, O = 16 г/моль
   \[ M(SO₃) = 32 + 3 \times 16 = 32 + 48 = 80 \, \text{г/моль} \]

2. Расчёт молей SO₃: \[ n(SO₃) = \frac{\text{Масса SO₃}}{M(SO₃)} = \frac{32 \, \text{г}}{80 \, \text{г/моль}} = 0.4 \, \text{моль} \]

Шаг 4: Реакция между KOH и SO₃

Реакция между гидроксидом калия и оксидом серы (VI) будет происходить по следующему уравнению:

\[ \text{2 KOH} + \text{SO₃} \rightarrow \text{K₂SO₄} + \text{H₂O} \]

Из уравнения видно, что на 1 моль SO₃ требуется 2 моли KOH.

Шаг 5: Определение определяющего реагента

Теперь определим, какой реагент является лимитирующим:

• Для 0.4 моль SO₃ потребуется: \[ 0.4 \, \text{моль SO₃} \times 2 = 0.8 \, \text{моль KOH} \]

У нас есть 0.964 моль KOH, что больше, чем 0.8 моль, следовательно, SO₃ является лимитирующим реагентом.

Шаг 6: Рассчёт массы сульфата калия

Сульфат калия (K₂SO₄) - это продукт реакции.

1. Молярная масса K₂SO₄:
   K = 39 г/моль, S = 32 г/моль, O = 16 г/моль
   \[ M(K₂SO₄) = 2 \times 39 + 32 + 4 \times 16 = 78 + 32 + 64 = 174 \, \text{г/моль} \]

2. Сейчас находим, сколько К₂SO₄ образуется: Из 1 моли SO₃ образуется 1 моль K₂SO₄, следовательно:

   • Из 0.4 моль SO₃ образуется 0.4 моль K₂SO₄.

3. Расчёт массы K₂SO₄: \[ \text{Масса K₂SO₄} = n(K₂SO₄) \times M(K₂SO₄) = 0.4 \, \text{моль} \times 174 \, \text{г/моль} = 69.6 \, \text{г} \]

Ответ

При добавлении к раствору гидроксида калия массой 450 г с массовой долей щёлочи, равной 12%, и оксида серы (VI) массой 32 г можно получить приблизительно 69.6 г сульфата калия (K₂SO₄).