РУҚА
34

Решение: Прокаливание хлората калия

ЕГЭ · Химия · Задание 34 · Окислительно-восстановительные реакции
ВысокаяФИПИ38719FРазвёрнутое решение≈ 15 минутРазбор в 7 шагов
Условие

Навеску хлората калия массой 11,025 г осторожно нагрели. При этом часть её подверглась диспропорционированию, часть разложилась с выделением газа, а некоторая часть не разложилась. Масса получившегося твёрдого остатка составила 10,065 г. Этот остаток растворили в 110 мл воды и получили раствор с массовой долей хлорида калия 2 %. Рассчитайте массовую долю перхлорат-ионов в твёрдом остатке после прокаливания хлората калия.

В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

7 шагов
1

Уравнение диспропорционирования хлората калия:

$$4\mathrm{KClO_3}\rightarrow3\mathrm{KClO_4}+\mathrm{KCl}$$
2

Уравнение разложения хлората калия с выделением кислорода:

$$2\mathrm{KClO_3}\rightarrow2\mathrm{KCl}+3\mathrm{O_2}$$
3

Количество выделившегося кислорода определяем по уменьшению массы: $m(\mathrm{O_2})=11{,}025-10{,}065=0{,}960\ \text{г}$.

$$n(\mathrm{O_2})=\frac{0{,}960\ \text{г}}{32\ \text{г/моль}}=0{,}030\ \text{моль}$$
4

По уравнению разложения $2\mathrm{KClO_3}\rightarrow2\mathrm{KCl}+3\mathrm{O_2}$ количество разложившегося хлората равно $n(\mathrm{KClO_3})=\frac{2}{3}\cdot0{,}030=0{,}020\ \text{моль}$. При этом образуется $n(\mathrm{KCl})=2\cdot0{,}020=0{,}040\ \text{моль}$ хлорида калия.

5

Масса раствора при плотности воды $1\ \text{г/мл}$: $m(\text{раствора})=110+10{,}065=120{,}065\ \text{г}$. Тогда масса KCl по условию должна быть $m(\mathrm{KCl})=0{,}02\cdot120{,}065=2{,}4013\ \text{г}$.

6

Количество KCl, рассчитанное по массовой доле: $n(\mathrm{KCl})=\frac{2{,}4013\ \text{г}}{74{,}5\ \text{г/моль}}\approx0{,}0322\ \text{моль}$.

Получаем противоречие: только при разложении с выделением кислорода образуется $0{,}040\ \text{моль}$ KCl, что соответствует массе $0{,}040\cdot74{,}5=2{,}980\ \text{г}$ и уже превышает рассчитанные по условию $2{,}4013\ \text{г}$. Диспропорционирование может только дополнительно увеличить количество KCl.

Ответ

При приведённых в условии числах задача не имеет физически корректного решения: исходные данные противоречат уравнениям реакций.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Не учитывать, что реакция разложения с выделением кислорода уже образует 0,040 моль KCl.

Считать массовую долю KCl от массы воды, а не от общей массы раствора.

Игнорировать получившееся противоречие и вычислять отрицательное количество вещества или отрицательную массовую долю перхлорат-ионов.

Закрепить приёмВ теме «Окислительно-восстановительные реакции» ещё 236 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 34 ЕГЭ, химия

Разбор этой задачи разложен на 7 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Окислительно-восстановительные реакции»: в ней 237 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.