После пропускания 2,8 л сероводорода (н.у.) через 200 г раствора гидроксида калия получили раствор сульфида калия. Щёлочь прореагировала полностью. Вычислите массовую долю щёлочи…
После пропускания 2,8 л сероводорода (н.у.) через 200 г раствора гидроксида калия получили раствор сульфида калия. Щёлочь прореагировала полностью. Вычислите массовую долю щёлочи в исходном растворе. В ответе запишите уравнение реакции, о которой идёт речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Для решения задачи о реакции сероводорода с гидроксидом калия (KOH) мы начинаем с уравнения реакции, а затем переходим к расчетам и определению массовой доли щёлочи в исходном растворе.
1. Записываем уравнение реакции
Сероводород (H₂S) реагирует с гидроксидом калия (KOH) с образованием сульфида калия (K₂S) и воды (H₂O). Уравнение реакции можно записать следующим образом:
\[ H_2S + 2 KOH \rightarrow K_2S + 2 H_2O \]
2. Определяем количество вещества H₂S
Сначала определим, сколько моль сероводорода содержится в 2,8 литрах (л) при нормальных условиях (н.у.), где 1 моль газа занимает 22,4 л.
\[ n(H_2S) = \frac{V}{V_m} = \frac{2.8 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} \approx 0.125 \, \text{моль} \]
3. Находим количество KOH, необходимое для реакции
Из уравнения видно, что 1 моль H₂S реагирует с 2 моль KOH. Значит, для 0,125 моль H₂S нужно:
\[ n(KOH) = 2 \times n(H_2S) = 2 \times 0.125 \, \text{моль} = 0.25 \, \text{моль} \]
4. Находим массу KOH
Молярная масса KOH составляет:
- K (калий) = 39 г/моль,
- O (кислород) = 16 г/моль,
- H (водород) = 1 г/моль.
Суммируем: \[ M(KOH) = 39 + 16 + 1 = 56 \, \text{г/моль} \]
Теперь можем найти массу KOH, необходимую для реакции:
\[ m(KOH) = n(KOH) \times M(KOH) = 0.25 \, \text{моль} \times 56 \, \text{г/моль} = 14 \, \text{г} \]
5. Находим массовую долю KOH в исходном растворе
Массовая доля KOH в растворе рассчитывается по следующей формуле:
\[ \text{Массовая доля} = \frac{m(KOH)}{m(\text{раствор})} \times 100\% \]
где \( m(\text{раствор}) = 200 \, \text{г} \) (масса раствора).
Теперь подставляем значения:
\[ \text{Массовая доля} = \frac{14 \, \text{г}}{200 \, \text{г}} \times 100\% = 7\% \]
Ответ:
Массовая доля щёлочи (гидроксида калия) в исходном растворе составляет 7%.
Мы также записали уравнение реакции: \[ H_2S + 2 KOH \rightarrow K_2S + 2 H_2O \]
Это решение показывает все шаги для поиска массовой доли.
