К 300 г раствора, содержащего 0,1 массовых долей гидроксиде калия, прилили 400 г раствора, содержащего 0,1 массовых долей азотной ки слоты. Какова реакция полученного раствора: нейтральная, кислая или щелочная? Сколько граммов соли образовалось?
Вот подробное решение по шагам.
Даны:
- Раствор 1: масса 300 г, массовая доля KOH = 0,1. Значит масса KOH = 0,1 × 300 = 30 г.
- Раствор 2: масса 400 г, массовая доля HNO3 = 0,1. Значит масса HNO3 = 0,1 × 400 = 40 г.
- Реакция: KOH + HNO3 → KNO3 + H2O (а) сильные кислота и основание, (б) стехиометрия 1:1.
1) Число молей реагентов
- Молярная масса KOH ≈ 56,1 г/моль. n(KOH) = 30 / 56,1 ≈ 0,534 моль.
- Молярная масса HNO3 ≈ 63,0 г/моль. n(HNO3) = 40 / 63,0 ≈ 0,635 моль.
2) Определение ограничивающего реагента
- Реакция идёт по схеме 1:1. Моль KOH = 0,534 моль, моль HNO3 = 0,635 моль.
- Ограничивающий реагент — KOH (его меньше по стехиометрии). Все 0,534 моль KOH прореагируют.
3) Продукты реакции и их масса
- Образуется соль KNO3: n(KNO3) = n(KOH) = 0,534 моль.
Молярная масса KNO3 ≈ 101,1 г/моль. Масса соли: m(KNO3) ≈ 0,534 × 101,1 ≈ 54,0 г.
- Образуется вода: m(H2O) = n(KOH) × M(H2O) ≈ 0,534 × 18,0 ≈ 9,6 г.
- Остаток кислоты: изначально было 0,635 моль HNO3, прореагировало 0,534 моль, осталось ≈ 0,101 моль HNO3.
Масса остатка HNO3 ≈ 0,101 × 63,0 ≈ 6,3 г.
4) Массовый баланс
- Общая масса до реакции: 300 г + 400 г = 700 г.
- После реакции масса остаётся 700 г: соль (≈54,0 г) + вода (≈9,6 г) + оставшаяся кислота (≈6,3 г) + итоговая масс. воды изначальных объёмов и растворителей учтены в этих массах.
- Итоговый состав: соль KNO3 ≈ 54,0 г, остаток HNO3 ≈ 6,3 г, вода в растворе — остальная масса воды (многочисленно не отдельно считать).
5) Оценка характера раствора
- Поскольку кислота HNO3 присутствует в избытке (остаток ≈ 0,101 моль), получившийся раствор кислее нейтрального.
- Ответ: раствор получился кислый.
Ответы:
- Какая реакция полученного раствора? - Кислая (из-за избытка HNO3).
- Сколько граммов соли образовалось? - примерно 54 г KNO3.