Номер 7, страница 195 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 5. Химические реакции в водных растворах. Параграф 28. Соли в свете теории электролитической диссоциации - номер 7, страница 195.

Условие.

7. Смесь нитрата, иодида и хлорида калия массой 68,3 г растворили в воде и обработали хлором. В результате выделилось 25,4 г иода. К такому же раствору добавили избыток нитрата серебра, при этом получили 75,7 г осадка. Определите массы веществ в исходной смеси.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(\text{смеси } KNO_3, KI, KCl) = 68,3 \text{ г}$

$m(I_2) = 25,4 \text{ г}$

$m(\text{осадка } AgI, AgCl) = 75,7 \text{ г}$

Найти:

$m(KNO_3) - ?$

$m(KI) - ?$

$m(KCl) - ?$

Решение:

1. При обработке раствора смеси хлором ($Cl_2$) происходит реакция замещения, в которой хлор как более активный галоген вытесняет иод из иодида калия:

$2KI + Cl_2 \rightarrow 2KCl + I_2$

Нитрат калия и хлорид калия с хлором не реагируют. Зная массу выделившегося иода, можно найти массу иодида калия в исходной смеси. Для расчетов будем использовать атомные массы, округленные до целых или до 0,5: $Ar(I)=127, Ar(K)=39, Ar(Cl)=35,5, Ar(Ag)=108$.

Молярная масса молекулярного иода $M(I_2) = 2 \times 127 = 254 \text{ г/моль}$.

Количество вещества иода: $n(I_2) = \frac{m(I_2)}{M(I_2)} = \frac{25,4 \text{ г}}{254 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$.

Согласно стехиометрии уравнения реакции, количество вещества иодида калия в 2 раза больше количества вещества иода: $n(KI) = 2 \times n(I_2) = 2 \times 0,1 \text{ моль} = 0,2 \text{ моль}$.

Молярная масса иодида калия $M(KI) = 39 + 127 = 166 \text{ г/моль}$.

Масса иодида калия в исходной смеси: $m(KI) = n(KI) \times M(KI) = 0,2 \text{ моль} \times 166 \text{ г/моль} = 33,2 \text{ г}$.

2. К такому же раствору исходной смеси добавляют избыток нитрата серебра ($AgNO_3$). В осадок выпадают нерастворимые галогениды серебра: иодид серебра ($AgI$) и хлорид серебра ($AgCl$).

$KI + AgNO_3 \rightarrow AgI \downarrow + KNO_3$

$KCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl \downarrow + KNO_3$

Общая масса осадка составляет $m(\text{осадка}) = m(AgI) + m(AgCl) = 75,7 \text{ г}$.

Так как нам известно количество вещества $\text{KI}$ в смеси ($0,2 \text{ моль}$), мы можем рассчитать массу образовавшегося $AgI$. По уравнению реакции $n(AgI) = n(KI) = 0,2 \text{ моль}$.

Молярная масса иодида серебра $M(AgI) = 108 + 127 = 235 \text{ г/моль}$.

Масса иодида серебра в осадке: $m(AgI) = n(AgI) \times M(AgI) = 0,2 \text{ моль} \times 235 \text{ г/моль} = 47,0 \text{ г}$.

Теперь находим массу хлорида серебра, вычитая массу $AgI$ из общей массы осадка: $m(AgCl) = m(\text{осадка}) - m(AgI) = 75,7 \text{ г} - 47,0 \text{ г} = 28,7 \text{ г}$.

3. Зная массу $AgCl$, находим количество вещества и затем массу $KCl$ в исходной смеси. Молярная масса хлорида серебра $M(AgCl) = 108 + 35,5 = 143,5 \text{ г/моль}$.

Количество вещества $AgCl$: $n(AgCl) = \frac{m(AgCl)}{M(AgCl)} = \frac{28,7 \text{ г}}{143,5 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}$.

По уравнению реакции $n(KCl) = n(AgCl) = 0,2 \text{ моль}$.

Молярная масса хлорида калия $M(KCl) = 39 + 35,5 = 74,5 \text{ г/моль}$.

Масса хлорида калия в исходной смеси: $m(KCl) = n(KCl) \times M(KCl) = 0,2 \text{ моль} \times 74,5 \text{ г/моль} = 14,9 \text{ г}$.

4. Наконец, находим массу нитрата калия ($KNO_3$), вычитая массы найденных компонентов ($\text{KI}$ и $KCl$) из общей массы смеси:

$m(KNO_3) = m(\text{смеси}) - m(KI) - m(KCl) = 68,3 \text{ г} - 33,2 \text{ г} - 14,9 \text{ г} = 20,2 \text{ г}$.

Ответ: Массы веществ в исходной смеси: масса иодида калия $m(KI) = 33,2 \text{ г}$; масса хлорида калия $m(KCl) = 14,9 \text{ г}$; масса нитрата калия $m(KNO_3) = 20,2 \text{ г}$.