Номер 12, страница 194 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.12. Какой объём хлора удастся получить действием соляной кислоты на бертолетову соль массой 24,5 г?

Дано:

Масса бертолетовой соли ($ \text{KClO}_3 $) $m = 24,5 \text{ г}$

$m = 0,0245 \text{ кг}$

Найти:

Объём хлора $ V(\text{Cl}_2) $ - ?

Решение:

1. Запишем сбалансированное уравнение химической реакции взаимодействия бертолетовой соли (хлората калия, $ \text{KClO}_3 $) с концентрированной соляной кислотой ($ \text{HCl} $). В ходе этой окислительно-восстановительной реакции образуются хлорид калия ($ \text{KCl} $), газообразный хлор ($ \text{Cl}_2 $) и вода ($ \text{H}_2\text{O} $).

$ \text{KClO}_3 + 6\text{HCl} \rightarrow \text{KCl} + 3\text{Cl}_2 \uparrow + 3\text{H}_2\text{O} $

2. Вычислим молярную массу бертолетовой соли ($ \text{KClO}_3 $). Для этого используем относительные атомные массы элементов: $ Ar(\text{K}) \approx 39 $, $ Ar(\text{Cl}) \approx 35,5 $, $ Ar(\text{O}) \approx 16 $.

$ M(\text{KClO}_3) = 39 + 35,5 + 3 \cdot 16 = 122,5 \text{ г/моль} $

3. Теперь найдем количество вещества (число молей) бертолетовой соли в исходной массе 24,5 г, используя формулу $ n = m/M $:

$ n(\text{KClO}_3) = \frac{m(\text{KClO}_3)}{M(\text{KClO}_3)} = \frac{24,5 \text{ г}}{122,5 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль} $

4. Согласно уравнению реакции, из 1 моль $ \text{KClO}_3 $ образуется 3 моль $ \text{Cl}_2 $. Используя это стехиометрическое соотношение, найдем количество вещества хлора, которое выделится в результате реакции:

$ \frac{n(\text{KClO}_3)}{1} = \frac{n(\text{Cl}_2)}{3} $

$ n(\text{Cl}_2) = 3 \cdot n(\text{KClO}_3) = 3 \cdot 0,2 \text{ моль} = 0,6 \text{ моль} $

5. Наконец, рассчитаем объём полученного хлора. Так как в условии задачи не указаны температура и давление, будем считать, что газ находится при нормальных условиях (н.у.). При нормальных условиях молярный объём любого идеального газа ($ V_m $) принимается равным 22,4 л/моль.

$ V(\text{Cl}_2) = n(\text{Cl}_2) \cdot V_m = 0,6 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 13,44 \text{ л} $

Ответ: объём хлора, который удастся получить, составляет 13,44 л.