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…

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%.