Чтобы решить задачу, давайте разберем, что происходит в реакции и как рассчитывать массовую долю раствора.
Шаг 1: Определим реакцию
Когда к раствору соляной кислоты (HCl) добавляют сульфид калия (K₂S), происходит реакция:
[ 2 \text{HCl} + \text{K}_2\text{S} \rightarrow 2 \text{KCl} + \text{H}_2\text{S} ]
В результате этой реакции выделяется газ — сероводород (H₂S).
Шаг 2: Найдем, сколько газа выделилось
По условиям задачи, в результате реакции выделилось 8,96 литра газа. Мы можем использовать закон Бойля-Мариотта для перевода объема газа в количество вещества. При нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атм) 1 моль газа занимает 22,4 литра.
Таким образом, рассчитываем количество вещества сероводорода (H₂S):
[
n(\text{H}_2\text{S}) = \frac{V}{22.4} = \frac{8.96}{22.4} \approx 0.4 \text{ моль}
]
Шаг 3: Найдем количество реагентов
Согласно уравнению реакции, на 2 моль HCl требуется 1 моль K₂S для получения 2 моль H₂S.
Отсюда, можно увидеть подобие:
[
2 \text{ моль HCl} \rightarrow 2 \text{ моль H}_2\text{S}
]
Это означает, что для получения 0.4 моль H₂S потребуется:
[
0.4 \text{ моль HCl}
]
Шаг 4: Рассчитаем массу HCl
Теперь найдем массу HCl. Молярная масса HCl примерно 36.5 г/моль. Тогда:
[
m(\text{HCl}) = n(\text{HCl}) \times M(\text{HCl}) = 0.4 \text{ моль} \times 36.5 \text{ г/моль} = 14.6 \text{ г}
]
Шаг 5: Рассчитаем массовую долю HCl в растворе
Общий масса раствора — 150 г. Массовая доля HCl в растворе рассчитывается по формуле:
[
\text{Массовая доля (в %)} = \frac{m(\text{HCl})}{m(\text{раствора})} \times 100%
]
Подставим известные значения:
[
\text{Массовая доля (в %)} = \frac{14.6 \text{ г}}{150 \text{ г}} \times 100% \approx 9.73%
]
Ответ
Таким образом, массовая доля исходного раствора соляной кислоты составляет примерно 9.73%.
