Чтобы решить задачу о вычислении массовой доли щёлочи (гидроксида калия) в исходном растворе, пройдем через шаги, необходимые для нахождения ответа. Начнем с анализа реакции и переведения данных.
Шаг 1: Написание химической реакции
Когда сероводород (H₂S) реагирует с гидроксидом калия (KOH), результатом является образование сульфида калия (K₂S), воды (H₂O) и калия. Реакция можно записать так:
[ \text{H}_2\text{S} + 2 \text{KOH} \rightarrow \text{K}_2\text{S} + 2 \text{H}_2\text{O} ]
Шаг 2: Рассчёт количества сероводорода в моль
Сначала определим количество молей сероводорода. Используем стандартные условия (н.у.), при которых 1 моль газа занимает объем 22,4 л.
Дано:
- Объем сероводорода = 2,8 л
Выражаем количество молей ( n ) сероводорода:
[ n(\text{H}_2\text{S}) = \frac{V}{V_m} = \frac{2,8 , \text{л}}{22,4 , \text{л/моль}} = 0,125 , \text{моль} ]
Шаг 3: Определение необходимого количества гидроксида калия
По уравнению реакции видно, что 1 моль H₂S реагирует с 2 моль KOH. Значит, для 0,125 моль H₂S потребуется:
[ n(\text{KOH}) = 2 \cdot n(\text{H}_2\text{S}) = 2 \cdot 0,125 = 0,25 , \text{моль} ]
Шаг 4: Рассчёт массы гидроксида калия
Теперь необходимо определить массу KOH, зная количество молей.
Молярная масса KOH:
- K (калий) = 39 г/моль
- O (кислород) = 16 г/моль
- H (водород) = 1 г/моль
Суммарная молярная масса KOH = 39 + 16 + 1 = 56 г/моль.
Теперь можем рассчитать массу KOH:
[ m(\text{KOH}) = n(\text{KOH}) \cdot M(\text{KOH}) = 0,25 , \text{моль} \cdot 56 , \text{г/моль} = 14 , \text{г} ]
Шаг 5: Рассчёт массовой доли щёлочи в растворе
Теперь, когда мы знаем массу KOH, можем вычислить массовую долю этого вещества в исходном растворе.
Дано:
- Масса раствора KOH = 200 г
Массовая доля (ω) KOH рассчитывается по формуле:
[ \omega = \frac{m(\text{KOH})}{m_{\text{раствора}}} \times 100% ]
Подставим известные значения:
[ \omega = \frac{14 , \text{г}}{200 , \text{г}} \times 100% = 7% ]
Ответ
Таким образом, массовая доля щёлочи (гидроксида калия) в исходном растворе составляет 7%.
