Какая массовая доля нитрата калия содержится в полученном растворе после прокаливания и добавления 14% раствора

Raduzhnyy_Den

68

Хорошо, давайте рассмотрим эту задачу пошагово.

Шаг 1: Пересчитаем массовую долю нитрата калия в остатке

Перед добавлением раствора KOH у нас уже есть какой-то остаток нитрата калия. Давайте предположим, что масса остатка составляет \(m_1\) грамм. Мы знаем, что массовая доля — это отношение массы компонента к общей массе раствора. Таким образом, массовая доля нитрата калия в остатке составляет \(\frac{{m_1}}{{m_1 + m_{\text{{воды}}}}}\), где \(m_{\text{{воды}}}\) — масса воды в остатке.

Шаг 2: Рассчитаем массу воды в полученном растворе

После добавления 14% раствора KOH к остатку происходит реакция образования нитрата калия. Коэффициенты в данной реакции показывают, что коэффициент KOH равен 2, а коэффициент KNO3 также равен 2.

Когда мы добавляем KOH, происходит реакция:
\[2\text{{KOH}} + \text{{KNO3}} \rightarrow \text{{K2SO4}} + \text{{H2O}} + \text{{N2}}\]

Это означает, что для каждых 2 моль KOH образуется 1 моль KNO3 и 1 моль H2O.

Шаг 3: Рассчитаем массу нитрата калия, образовавшегося после реакции

Мы имеем 14% раствор KOH, что означает, что в 100 мл раствора содержится 14 г KOH.

Поскольку коэффициент KOH равен 2, то молекулярная масса KOH равна 39 г/моль (молярная масса K) + 16 г/моль (молярная масса O) + 1 г/моль (молярная масса H) = 56 г/моль.

Зная массу KOH (14 г) и его молекулярную массу (56 г/моль), мы можем рассчитать количество молей KOH, содержащихся в 100 мл раствора:
\[\text{{моль KOH}} = \frac{{\text{{масса KOH}}}}{{\text{{молекулярная масса KOH}}}} = \frac{{14 \, \text{{г}}}}{{56 \, \text{{г/моль}}}} = 0,25 \, \text{{моль KOH}}\]

Так как соотношение KOH и KNO3 равно 2:1, то мы можем рассчитать количество молей KNO3, образовавшегося после реакции:
\[\text{{моль KNO3}} = 0,25 \, \text{{моль KOH}} \times \frac{1}{2} = 0,125 \, \text{{моль KNO3}}\]

Молекулярная масса KNO3 равна 101 г/моль (молярная масса K) + 14 г/моль (молярная масса N) + 48 г/моль (молярная масса O) = 163 г/моль.

Масса KNO3, образовавшегося после реакции, составляет:
\[\text{{масса KNO3}} = \text{{моль KNO3}} \times \text{{молекулярная масса KNO3}} = 0,125 \, \text{{моль KNO3}} \times 163 \, \text{{г/моль}} = 20,375 \, \text{{г KNO3}}\]

Шаг 4: Рассчитаем общую массу полученного раствора

Общая масса раствора будет равна сумме массы остатка и массы добавленного KOH:
\[\text{{общая масса}} = m_1 + 14 \, \text{{г}}\]

Шаг 5: Рассчитаем общую массовую долю нитрата калия в полученном растворе

Наконец, мы можем рассчитать общую массовую долю нитрата калия в полученном растворе, используя формулу:
\[\text{{массовая доля нитрата калия}} = \frac{{\text{{масса KNO3}}}}{{\text{{общая масса}}}} \times 100\%\]

Подставив значения, получаем:
\[\text{{массовая доля нитрата калия}} = \frac{{20,375 \, \text{{г}}}}{{m_1 + 14 \, \text{{г}}}} \times 100\%\]

Вот и все! Теперь вы знаете, как решить эту задачу. Пожалуйста, учтите, что я провел расчеты на основе предоставленной информации, и результаты могут измениться в зависимости от конкретных значений массы остатка \(m_1\). Если у вас возникнут какие-либо дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать их.