Для решения этой задачи мы будем использовать понятия из химии об нейтрализации и расчетах мостовой доли. Ниже приведено пошаговое объяснение.
Шаг 1: Определим количество соляной кислоты
У нас есть раствор соляной кислоты (HCl) с массой 70 г и массовой долей 30%. Сначала найдем массу растворенного вещества, то есть массу HCl.
Формула для расчета массы растворенного вещества:
[
\text{Масса растворенного вещества} = \text{Масса раствора} \times \left( \frac{\text{Массовая доля}}{100} \right)
]
Подставим известные значения:
[
\text{Масса HCl} = 70, \text{г} \times \left( \frac{30}{100} \right) = 21, \text{г}
]
Шаг 2: Найдем количество вещества HCl
Теперь найдем, сколько молей HCl содержится в 21 г. Для этого используем молярную массу HCl, которая составляет примерно 36.5 г/моль.
Формула для расчета количества вещества:
[
n = \frac{m}{M}
]
где ( n ) — количество вещества, ( m ) — масса, ( M ) — молярная масса.
Подставим известные значения:
[
n_{\text{HCl}} = \frac{21, \text{г}}{36.5, \text{г/моль}} \approx 0.575, \text{моль}
]
Шаг 3: Узнаем количество KOH для нейтрализации
В реакции нейтрализации HCl с KOH (гидроксид калия) у нас получится вода и хлорид калия (KCl). Реакция выглядит так:
[
\text{HCl} + \text{KOH} \rightarrow \text{KCl} + \text{H}_2\text{O}
]
Из уравнения видно, что 1 моль HCl нейтрализуется 1 моль KOH. Таким образом, для нейтрализации 0.575 моль HCl нам понадобится такое же количество моль KOH:
[
n_{\text{KOH}} = n_{\text{HCl}} = 0.575, \text{моль}
]
Шаг 4: Найдем массу KOH
Теперь найдем, сколько граммов KOH нам нужно. Молярная масса KOH примерно равна 56.1 г/моль.
Подставим значения в формулу:
[
m_{\text{KOH}} = n_{\text{KOH}} \times M_{\text{KOH}} = 0.575, \text{моль} \times 56.1, \text{г/моль} \approx 32.3, \text{г}
]
Шаг 5: Рассчитаем массу раствора KOH
Теперь у нас есть информация о том, что нам нужно 32.3 г KOH. Мы знаем, что массовая доля KOH в растворе составляет 8%. Теперь можем вычислить массу раствора KOH, используя формулу:
[
\text{Масса раствора} = \frac{\text{Масса KOH}}{\text{Массовая доля KOH}} = \frac{32.3, \text{г}}{0.08}
]
Подставляем значения:
[
\text{Масса раствора} = \frac{32.3, \text{г}}{0.08} = 403.75, \text{г}
]
Ответ
Округляем до целых:
[
\text{Масса раствора} \approx 404, \text{г}
]
Таким образом, для полной нейтрализации 70 г соляной кислоты с массовой долей 30% потребуется около 404 г раствора гидроксида калия с массовой долей 8%.
