Номер 57, страница 198 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.57. Иодат калия ${\mathrm{КIO}}_3$ получают пропусканием хлора через раствор, содержащий иодид калия и гидроксид калия. Какую массу йодата можно получить, имея 2,24 л (н. у.) хлора, если реакция протекает с выходом 95%?

Дано:

$V(Cl_2) = 2,24$ л (н. у.)
$\eta = 95\% = 0,95$

Найти:

$m_{практ}(KIO_3)$ — ?

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции. Хлор ($Cl_2$) является сильным окислителем и в щелочной среде ($KOH$) окисляет иодид калия ($KI$) до иодата калия ($KIO_3$). Сам хлор при этом восстанавливается до хлорида калия ($KCl$).

$3Cl_2 + KI + 6KOH \rightarrow KIO_3 + 6KCl + 3H_2O$

2. Вычислим количество вещества (число моль) хлора, исходя из его объема при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем газа при н. у. составляет $V_m = 22,4$ л/моль.

$n(Cl_2) = \frac{V(Cl_2)}{V_m} = \frac{2,24 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,1$ моль

3. Используя стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции, найдем теоретическое количество вещества иодата калия, которое может образоваться. Соотношение количеств веществ хлора и иодата калия составляет 3:1.

$n_{теор}(KIO_3) = \frac{1}{3} \cdot n(Cl_2) = \frac{1}{3} \cdot 0,1 \text{ моль} = \frac{0,1}{3}$ моль

4. Рассчитаем молярную массу иодата калия ($KIO_3$). Используем округленные атомные массы: $Ar(K)=39$, $Ar(I)=127$, $Ar(O)=16$.

$M(KIO_3) = 39 + 127 + 3 \cdot 16 = 214$ г/моль

5. Найдем теоретически возможную массу иодата калия.

$m_{теор}(KIO_3) = n_{теор}(KIO_3) \cdot M(KIO_3) = \frac{0,1}{3} \text{ моль} \cdot 214 \text{ г/моль} \approx 7,133$ г

6. Определим практическую массу иодата калия, учитывая, что выход реакции составляет 95%.

$m_{практ}(KIO_3) = m_{теор}(KIO_3) \cdot \eta = 7,133 \text{ г} \cdot 0,95 \approx 6,776$ г

Округлим результат до двух значащих цифр, так как наименее точное данное в условии (95%) имеет две значащие цифры.

$m_{практ}(KIO_3) \approx 6,8$ г

Ответ: масса иодата калия, которую можно получить, составляет 6,8 г.