Номер 5, страница 152 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

5. Вычислите объём хлора (н. у.), который потребуется для вытеснения всего иода из 300 г 15%-го раствора иодида калия. Вычислите количество вещества новой соли, которое при этом образуется.

Дано:

$m(\text{раствора KI}) = 300 \, \text{г}$

$\omega(\text{KI}) = 15\% = 0.15$

Найти:

$V(\text{Cl}_2)$ (н. у.) - ?

$n(\text{новой соли})$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции. Хлор, как более активный галоген, вытесняет иод из раствора иодида калия. Образуется хлорид калия ($KCl$) и свободный иод ($I_2$).

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

2. Рассчитаем массу чистого вещества иодида калия ($KI$) в исходном растворе, используя формулу массовой доли:

$m(\text{KI}) = m(\text{раствора KI}) \cdot \omega(\text{KI})$

$m(\text{KI}) = 300 \, \text{г} \cdot 0.15 = 45 \, \text{г}$

3. Вычислим молярную массу иодида калия ($KI$), используя относительные атомные массы из периодической таблицы химических элементов:

$M(\text{KI}) = A_r(\text{K}) + A_r(\text{I}) = 39 \, \text{г/моль} + 127 \, \text{г/моль} = 166 \, \text{г/моль}$

4. Найдем количество вещества (число молей) иодида калия, вступившего в реакцию:

$n(\text{KI}) = \frac{m(\text{KI})}{M(\text{KI})} = \frac{45 \, \text{г}}{166 \, \text{г/моль}} \approx 0.271 \, \text{моль}$

Вычислите объём хлора (н. у.), который потребуется для вытеснения всего иода из 300 г 15%-го раствора иодида калия.

Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции, количество вещества хлора ($Cl_2$) в два раза меньше количества вещества иодида калия ($KI$):

$n(\text{Cl}_2) = \frac{1}{2} n(\text{KI}) = \frac{1}{2} \cdot 0.271 \, \text{моль} \approx 0.1355 \, \text{моль}$

Объём газа при нормальных условиях (н. у.) рассчитывается по формуле $V = n \cdot V_m$, где $V_m$ — молярный объём газов, равный $22.4 \, \text{л/моль}$.

$V(\text{Cl}_2) = n(\text{Cl}_2) \cdot V_m = 0.1355 \, \text{моль} \cdot 22.4 \, \text{л/моль} \approx 3.0352 \, \text{л}$

Округляя результат до сотых, получаем 3.04 л.

Ответ: для вытеснения всего иода потребуется 3.04 л хлора (н. у.).

Вычислите количество вещества новой соли, которое при этом образуется.

Новой солью, образующейся в реакции, является хлорид калия ($KCl$). Из уравнения реакции следует, что количества веществ иодида калия и хлорида калия соотносятся как $2:2$ или $1:1$.

$n(\text{KCl}) = n(\text{KI})$

$n(\text{KCl}) = 0.271 \, \text{моль}$

Ответ: количество вещества новой соли ($KCl$) составляет 0.271 моль.