РУҚА
34

Решение: Прокаливание хлората калия

ЕГЭ · Химия · Задание 34 · Химические реакции
ВысокаяФИПИD3B44FРазвёрнутое решение≈ 15 минутРазбор в 12 шагов
Условие

Навеску хлората калия массой 9,8 г осторожно прокалили. Часть соли разложилась с выделением газа, объём которого составил 672 мл (н.у.), другая часть подверглась диспропорционированию, а некоторая часть не успела разложиться. Остаток, полученный после нагревания соли, растворили в 150 мл воды. Массовая доля хлорида калия в полученном растворе составила 1,17 %. Рассчитайте массовую долю перхлората калия в твёрдом остатке после прокаливания исходной навески.

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

12 шагов
1

При нагревании хлорат калия частично разлагается с выделением кислорода:

$$2\mathrm{KClO_3}\xrightarrow{t}2\mathrm{KCl}+3\mathrm{O_2}$$
2

Другая часть хлората калия диспропорционирует:

$$4\mathrm{KClO_3}\xrightarrow{t}3\mathrm{KClO_4}+\mathrm{KCl}$$
3

Вычислим количество вещества кислорода при нормальных условиях:

$$n(\mathrm{O_2})=\frac{V(\mathrm{O_2})}{V_m}=\frac{0{,}672\ \mathrm{л}}{22{,}4\ \mathrm{л/моль}}=0{,}030\ \mathrm{моль}$$
4

По первому уравнению количество хлората калия, разложившегося с выделением кислорода, равно:

$$n_1(\mathrm{KClO_3})=\frac{2}{3}n(\mathrm{O_2})=\frac{2}{3}\cdot0{,}030=0{,}020\ \mathrm{моль}$$
5

Масса твёрдого остатка равна массе исходной навески за вычетом массы выделившегося кислорода:

$$m(\mathrm{O_2})=0{,}030\cdot32=0{,}960\ \mathrm{г};\quad m_{\text{ост}}=9{,}8-0{,}960=8{,}840\ \mathrm{г}$$
6

Масса полученного раствора составляет:

$$m_{\text{р-ра}}=150+8{,}840=158{,}840\ \mathrm{г}$$
7

По массовой доле найдём массу хлорида калия в растворе:

$$m(\mathrm{KCl})=0{,}0117\cdot158{,}840=1{,}858428\ \mathrm{г}$$
8

Из первой реакции образовалось $0{,}020$ моль хлорида калия, то есть:

$$m_1(\mathrm{KCl})=0{,}020\cdot74{,}5=1{,}490\ \mathrm{г}$$
9

Пусть $x$ моль хлората калия вступило в реакцию диспропорционирования. По второму уравнению из него образуется $x/4$ моль хлорида калия:

$$m_2(\mathrm{KCl})=\frac{x}{4}\cdot74{,}5$$
10

Составим уравнение для массы хлорида калия:

$$1{,}490+\frac{x}{4}\cdot74{,}5=1{,}858428;\quad x=0{,}01978\ \mathrm{моль}$$
11

Количество перхлората калия, образовавшегося при диспропорционировании, равно $3x/4$. Его масса:

$$n(\mathrm{KClO_4})=\frac{3}{4}x=0{,}014835\ \mathrm{моль};\quad m(\mathrm{KClO_4})=0{,}014835\cdot138{,}5\approx2{,}055\ \mathrm{г}$$

Вычислим массовую долю перхлората калия в твёрдом остатке:

$$\omega(\mathrm{KClO_4})=\frac{2{,}055}{8{,}840}\cdot100\%\approx23{,}2\%$$
Ответ

Массовая доля перхлората калия в твёрдом остатке составляет примерно $23{,}2\%$.

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

Где здесь ошибаются

Использовать неверное соотношение между количеством кислорода и количеством разложившегося хлората калия.

Не учитывать массу кислорода при определении массы твёрдого остатка.

Рассчитать массовую долю перхлората калия относительно исходной навески, а не относительно твёрдого остатка.

Принять массу воды за массу раствора при вычислении массы хлорида калия.

Закрепить приёмВ теме «Химические реакции» ещё 98 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 34 ЕГЭ, химия

Разбор этой задачи разложен на 12 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Химические реакции»: в ней 99 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.