Какой будет масса гидроксида калия, который прореагирует: а) с 49 г серной кислоты б) с 200 г 24,5%-ного раствора

Andreevna

39

Для решения данной задачи нам необходимо использовать химические реакции и соотношения между веществами. Давайте рассмотрим каждый пункт по отдельности:

а) Для реакции гидроксида калия с серной кислотой, необходимо установить соотношение между ними на основе химического уравнения реакции. Уравнение реакции имеет вид:

\[2KOH + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O\]

Из уравнения видно, что 2 моля гидроксида калия реагируют с 1 молью серной кислоты, образуя 1 моль калиясульфата и 2 моли воды. Поэтому соотношение между массами гидроксида калия и серной кислоты можно записать следующим образом:

\[\frac{{m_1}}{{M_1}} = \frac{{m_2}}{{M_2}}\]

где \(m_1\) - масса гидроксида калия, \(M_1\) - молярная масса гидроксида калия, \(m_2\) - масса серной кислоты, \(M_2\) - молярная масса серной кислоты.

Молярная масса гидроксида калия (\(M_1\)) равна сумме масс атомов калия (K), кислорода (О) и водорода (Н). Из данных химической формулы \(KOH\) мы можем посчитать молярную массу гидроксида калия:

\[M_1 = m_{\text{ат. K}} + m_{\text{ат. O}} + m_{\text{ат. H}}\]

Массы атомов кислорода (О) и водорода (Н) известны и равны соответственно 16 г/моль и 1 г/моль. Масса атома калия (K) равна 39 г/моль. Подставив данные в формулу, получим:

\[M_1 = 39 + 16 + 1 = 56 \, \text{г/моль}\]

Теперь мы можем использовать уравнение соотношения масс:

\[\frac{{m_1}}{{56}} = \frac{{49}}{{98}}\]

Для решения данного уравнения необходимо осуществить пропорциональное деление:

\[m_1 = \frac{{49 \cdot 56}}{{98}} = 28 \, \text{г}\]

Таким образом, масса гидроксида калия, который прореагирует с 49 г серной кислоты, составляет 28 г.

б) Для решения этого пункта задачи, нам дана масса 24,5%-ного раствора серной кислоты. Требуется найти массу гидроксида калия, необходимого для реакции.

Сначала мы должны вычислить массу серной кислоты в растворе. В 100 г раствора содержится 24,5 г серной кислоты, поэтому в 200 г раствора содержится:

\[m_{\text{раствора}} = \frac{{m_{\text{кислоты}}}}{{\text{концентрация раствора}}} = \frac{{24,5}}{{100}} \cdot 200 = 49 \, \text{г серной кислоты}\]

Теперь мы можем использовать тот же подход, что и в пункте а), чтобы найти массу гидроксида калия:

\[\frac{{m_1}}{{56}} = \frac{{49}}{{98}}\]

\[m_1 = \frac{{49 \cdot 56}}{{98}} = 28 \, \text{г}\]

Таким образом, масса гидроксида калия, который прореагирует с 200 г 24,5%-ного раствора серной кислоты, также составляет 28 г.

в) Для решения этого пункта задачи, нам дана масса 6,3%-ного раствора азотной кислоты. Требуется найти массу гидроксида калия, необходимого для реакции.

Азотная кислота имеет формулу \(HNO_3\), следовательно, молярная масса азотной кислоты (\(M_2\)) равна сумме массы атомов водорода (Н), азота (N) и кислорода (О). Эти массы для каждого атома известны и равны соответственно 1 г/моль, 14 г/моль и 16 г/моль. Следовательно, молярная масса азотной кислоты равна:

\[M_2 = m_{\text{ат. H}} + m_{\text{ат. N}} + m_{\text{ат. O}}\]

\[M_2 = 1 + 14 + 16 = 31 \, \text{г/моль}\]

Мы можем использовать тот же подход, что и в предыдущих пунктах, чтобы найти массу гидроксида калия:

\[\frac{{m_1}}{{56}} = \frac{{50}}{{31}}\]

\[m_1 = \frac{{50 \cdot 56}}{{31}} = 89,68 \, \text{г}\]

Таким образом, масса гидроксида калия, который прореагирует с 50 г 6,3%-ного раствора азотной кислоты, составляет 89,68 г.

Обратите внимание, что вещества используются в точном соотношении, и мы рассчитали массу \(KOH\) на основе заданной массы \(H_2SO_4\) и \(HNO_3\) соответственно и соотношения между ними на основе химических реакций. Это подходящий способ решения задачи с использованием стехиометрии химических реакций.