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…

Для решения данной задачи, нам необходимо выполнить несколько шагов. Мы проведём химические расчёты, чтобы выяснить, каков будет массовый процент солей хрома в растворе после реакции дихромата калия с сернистым газом.

Шаг 1: Определение количества дихромата калия

Сначала найдем количество дихромата калия в 58,8 г 10%-ного раствора.

10% раствор означает, что на 100 г раствора содержится 10 г дихромата калия.

Чтобы найти массу дихромата калия в 58,8 г раствора:

\[ \text{масса дихромата калия} = 58,8 \, г \times 0,10 = 5,88 \, г \]

Шаг 2: Определение молекулярной массы дихромата калия

Молекулярная масса дихромата калия (K₂Cr₂O₇) рассчитывается как сумма атомных масс:

• K: 39,1 г/моль (2 атома)
• Cr: 52 г/моль (2 атома)
• O: 16 г/моль (7 атомов)

\[ \text{Молекулярная масса K₂Cr₂O₇} = 2 \times 39,1 + 2 \times 52 + 7 \times 16 = 194,2 \, г/моль \]

Шаг 3: Определение количества молей дихромата калия

Теперь найдем количество молей K₂Cr₂O₇ в 5,88 г:

\[ n = \frac{m}{M} = \frac{5,88 \, г}{194,2 \, г/моль} \approx 0,0303 \, моль \]

Шаг 4: Реакция дихромата калия с сернистым газом

Дихромат калия реагирует с сернистым газом (SO₂) по следующему уравнению:

\[ K₂Cr₂O₇ + 3 SO₂ + 2 H₂SO₄ \rightarrow Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 3 H₂O \]

Исходя из уравнения, видно, что на 1 моль дихромата калия требуется 3 моля сернистого газа.

Шаг 5: Определение количества молей сернистого газа

Чтобы найти, сколько молей сернистого газа у нас есть на 806,4 мл газа в нормальных условиях (н. у. подразумевается давление 1 атм и температура 0 °C, что соответствует объему в 22,4 л на 1 моль).

Переведем 806,4 мл в литры: \[ 806,4 \, мл = 0,8064 \, л \]

Теперь найдем количество молей сернистого газа:

\[ n_{SO₂} = \frac{V}{22,4 \, л/моль} = \frac{0,8064 \, л}{22,4 \, л/моль} \approx 0,036 \]

Шаг 6: Проверка, достаточен ли сернистый газ

Теперь нужно узнать, достаточно ли сернистого газа для реакции. На 0,0303 моль K₂Cr₂O₇ требуется:

\[ 3 \times 0,0303 \, моль = 0,0909 \, моль \, SO₂ \]

У нас есть 0,036 моль SO₂, что меньше необходимого, значит, реакция ограничена количеством сернистого газа.

Шаг 7: Определение количества образовавшихся солей хрома

Таким образом, 0,036 моль SO₂ может прореагировать с:

\[ \frac{0,036 \, моль}{3} = 0,012 \, моль \, K₂Cr₂O₇ \]

Отсюда, образуется 0,012 моль Cr₂(SO₄)₃ и K₂SO₄.

Шаг 8: Определение массы солей

Теперь найдем массу получившихся солей хрома. Сначала найдем молекулярные массы:

• Cr₂(SO₄)₃: 2(52) + 3(96) = 52 + 288 = 340 г/моль
• K₂SO₄: 2(39) + 32 + 4(16) = 78 + 32 + 64 = 174 г/моль

Теперь находим массу:

• Масса Cr₂(SO₄)₃:

\[ 340 \, г/моль \times 0,012 \, моль = 4,08 \, г \]

• Масса K₂SO₄:

\[ 174 \, г/моль \times 0,012 \, моль = 2,088 \, г \]

Общая масса солей:

\[ 4,08 \, г + 2,088 \, г = 6,168 \, г \]

Шаг 9: Природный итог и массовая доля солей хрома

Теперь можем найти массовую долю солей хрома в растворе:

\[ \text{Массовая доля} = \frac{4,08 \, г}{58,8 \, г} \times 100\% \approx 6,94\% \]

Итог

Массовая доля солей хрома в полученном растворе составляет примерно 6,94%.