Для решения задачи сначала необходимо определить, сколько вещества у нас есть и сколько нам нужно для нейтрализации.
Шаг 1: Определим количество вещества соляной кислоты
Мы знаем, что масса раствора соляной кислоты составляет 60 г, а массовая доля (концентрация) соляной кислоты в растворе – 15%. Чтобы найти массу чистой соляной кислоты, используем формулу:
[
m_{\text{HCl}} = m_{\text{раствора}} \times \frac{\text{массовая доля}}{100}
]
Подставим значения:
[
m_{\text{HCl}} = 60 , \text{г} \times \frac{15}{100} = 9 , \text{г}
]
Значит, у нас есть 9 г чистой соляной кислоты.
Шаг 2: Найдем количество гидроксида калия, необходимое для нейтрализации
Реакция между гидроксидом калия (KOH) и соляной кислотой (HCl) происходит по следующему уравнению:
[
\text{HCl} + \text{KOH} \rightarrow \text{KCl} + \text{H}_2\text{O}
]
Из уравнения видно, что требуется равное количество моль HCl и KOH для нейтрализации. Найдем количество молей HCl:
Молярная масса HCl составляет примерно 36.46 г/моль.
[
n_{\text{HCl}} = \frac{m_{\text{HCl}}}{M_{\text{HCl}}} = \frac{9 , \text{г}}{36.46 , \text{г/моль}} \approx 0.247 , \text{моль}
]
Следовательно, для нейтрализации 0.247 моль HCl требуется такое же количество KOH, то есть 0.247 моль KOH.
Теперь найдем массу KOH, необходимую для этой реакции:
Молярная масса KOH составляет примерно 56.11 г/моль.
[
m_{\text{KOH}} = n_{\text{KOH}} \times M_{\text{KOH}} = 0.247 , \text{моль} \times 56.11 , \text{г/моль} \approx 13.86 , \text{г}
]
Шаг 3: Найдем массу раствора KOH
Мы знаем, что массовая доля KOH в растворе составляет 4%. Чтобы найти массу раствора KOH, используя массовую долю, применяем формулу:
[
m_{\text{раствора KOH}} = \frac{m_{\text{KOH}}}{\text{массовая доля}} = \frac{13.86 , \text{г}}{0.04} \approx 346.5 , \text{г}
]
Шаг 4: Округляем ответ до целых
Таким образом, масса раствора с массовой долей гидроксида калия 4%, необходимая для полной нейтрализации 60 г раствора соляной кислоты, составляет:
[
\boxed{347} , \text{г}
]
