Через 58,8 г 10%-ного раствора дихромата калия, содержащего избыток серной кислоты, пропустили 806,4 мл сернистого газа (н. у.). Вычислите мас: совые доли солей хрома в полученном…

Чтобы решить задачу, начнём с анализа данных и понимания, что нам нужно сделать.

1. Определим, какие вещества участвуют в реакции. Мы работаем с 10%-ным раствором дихромата калия (K₂Cr₂O₇) и сернистым газом (SO₂) в присутствии серной кислоты (H₂SO₄).

2. Запишем реакции, которые происходят. В данном случае, дихромат калия в кислой среде восстанавливается сернистым газом. Реакция выглядит следующим образом:

   \[ Cr_2O_7^{2-} + 3 SO_2 + 14 H^+ \rightarrow 2 Cr^{3+} + 3 H_2O + 3 SO_4^{2-} \]

   Из этой реакции видно, что 1 моль дихромата калия реагирует с 3 молями сернистого газа.

3. Вычислим количество дихромата калия в растворе:

   • 58,8 г 10%-ного раствора дихромата калия содержит \(0,1 \times 58,8 = 5,88\) г дихромата калия.
   • Молярная масса K₂Cr₂O₇ ≈ 294 г/моль. \[ n(K_2Cr_2O_7) = \frac{m}{M} = \frac{5,88 \text{ г}}{294 \text{ г/моль}} \approx 0,0200 \text{ моль} \]

4. Вычислим количество сернистого газа:

   • Объем сернистого газа 806,4 мл при нормальных условиях (н. у.) равен 0,8064 л.
   • При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л, поэтому: \[ n(SO_2) = \frac{0,8064 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 0,0360 \text{ моль} \]

5. Определим, сколько дихромата калия можно восстановить сернистым газом:

   • По уравнению реакции, для 1 моль K₂Cr₂O₇ требуется 3 моль SO₂.
   • Для 0,0200 моль K₂Cr₂O₇ нужно: \[ n(SO_2) = 0,0200 \times 3 = 0,0600 \text{ моль} \]

   У нас есть только 0,0360 моль SO₂, следовательно, именно он является ограничивающим реагентом.

6. Вычислим, сколько K₂Cr₂O₇ реагирует с имеющимся SO₂: \[ n(K_2Cr_2O_7) = \frac{0,0360 \text{ моль}}{3} \approx 0,0120 \text{ моль} \]

7. Определим количество образовавшихся солей хрома (Cr³⁺):

   • По уравнению реакции получается 2 моль Cr³⁺ из 1 моль K₂Cr₂O₇, тогда из 0,0120 моль K₂Cr₂O₇ получится: \[ n(Cr^{3+}) = 0,0120 \text{ моль} \times 2 = 0,0240 \text{ моль} \]

8. Теперь найдем массу Cr³⁺:

   • Молярная масса Cr ≈ 52 г/моль. \[ m(Cr^{3+}) = n(Cr^{3+}) \times M(Cr) = 0,0240 \text{ моль} \times 52 \text{ г/моль} = 1,248 \text{ г} \]

9. Вычислим массовую долю солей хрома в растворе:

   • Масса всего раствора = 58,8 г.
   • Массовая доля: \[ W = \frac{m(Cr^{3+})}{m(\text{раствор})} \times 100\% = \frac{1,248 \text{ г}}{58,8 \text{ г}} \times 100\% \approx 2,12\% \]

Ответ: Массовая доля солей хрома в полученном растворе составляет примерно 2,12%.