Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 34 № 58937
i

При на­гре­ва­нии 100 г гид­ро­кар­бо­на­та калия часть ве­ще­ства раз­ло­жи­лась. Масса по­лу­чен­но­го су­хо­го твёрдого остат­ка со­ста­ви­ла 87,6 г. Оста­ток внес­ли в 727,6 г рас­тво­ра, со­дер­жа­ще­го азот­ную кис­ло­ту и хло­рид калия. Кис­ло­та и ком­по­нен­ты твёрдого остат­ка про­ре­а­ги­ро­ва­ли пол­но­стью. После уда­ле­ния вы­де­лив­ше­го­ся газа по­лу­чи­ли рас­твор с мас­со­вой долей ионов калия 20%.

По­лу­чен­ный рас­твор охла­ди­ли до 20 °C, а вы­пав­ший кри­стал­лы от­филь­тро­ва­ли. Вы­чис­ли­те мас­со­вую долю ионов калия в остав­шем­ся рас­тво­ре. При 20 °C рас­тво­ри­мость хло­ри­да калия со­став­ля­ет 34,2 г, а нит­ра­та калия  — 31,7 г на 100 г воды. Вза­им­ным вли­я­ни­ем солей на рас­тво­ри­мость и ис­па­ре­ни­ем воды при ра­бо­те с рас­тво­ра­ми пре­не­бречь.

В от­ве­те за­пи­ши­те урав­не­ния ре­ак­ций и при­ве­ди­те все не­об­хо­ди­мые вы­чис­ле­ния.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

За­пи­са­ны урав­не­ния ре­ак­ций:

\ChemForm2KHCO_3 \reactrarrow0pt1 cm\scriptsize t гра­ду­сов K_2CO_3 плюс CO_2\uparrow плюс H_2O;

\ChemFormKHCO_3 плюс HNO_3 = KNO_3 плюс CO_2\uparrow плюс H_2O;

\ChemFormK_2CO_3 плюс 2HNO_3 = 2KNO_3 плюс CO_2\uparrow плюс H_2O.

 

Опре­делён со­став твёрдого остат­ка:

\Delta\it m\rm = 100 минус 87,6 = 12,4 г;

\nu\rm_исх. левая круг­лая скоб­ка \mathrmKHCO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 100, зна­ме­на­тель: 100 конец дроби = 1 моль.

Пусть при на­гре­ва­нии вы­де­ли­лось x моль \ChemFormCO_2 и x моль \ChemFormH_2O:

44x плюс 18x = 12,4; x = 0,2 моль.

\nu\rm левая круг­лая скоб­ка K_2CO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,2 моль; \nu\rm_ост. левая круг­лая скоб­ка \mathrmKHCO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = 1 минус 2 умно­жить на 0,2 = 0,6 моль.

 

Рас­счи­тан со­став рас­тво­ра после вза­и­мо­дей­ствия с кис­ло­той:

\nu\rm левая круг­лая скоб­ка CO_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,2 плюс 0,6 = 0,8 моль;

\it m\rm левая круг­лая скоб­ка CO_2 пра­вая круг­лая скоб­ка = 0,8 умно­жить на 44 = 35,2 г;

\it m\rm_р минус ра = 727,6 плюс 87,6 минус 35,2 = 780 г;

\nu\rm левая круг­лая скоб­ка KNO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = 2 умно­жить на 0,2 плюс 0,6 = 1 моль;

\it m\rm левая круг­лая скоб­ка KNO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = 1 умно­жить на 101 = 101 г;

\it m\rm левая круг­лая скоб­ка K в сте­пе­ни п люс пра­вая круг­лая скоб­ка = 780 умно­жить на 0,20 = 156 г;

\nu\rm левая круг­лая скоб­ка KCl пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка 156 минус 39 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 39 конец дроби = 3 моль;

\it m\rm левая круг­лая скоб­ка KCl пра­вая круг­лая скоб­ка = 3 умно­жить на 74,5 = 223,5 г;

\it m\rm левая круг­лая скоб­ка H_2O пра­вая круг­лая скоб­ка = 780 минус 223,5 минус 101 = 455,5 г.

 

Про­ве­ре­на рас­тво­ри­мость обеих солей при 20 °C:

\it m\rm_\max левая круг­лая скоб­ка \mathrmKCl пра­вая круг­лая скоб­ка = 34,2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 455,5, зна­ме­на­тель: 100 конец дроби = 155,781 г мень­ше 223,5 г;

\it m\rm_\max левая круг­лая скоб­ка \mathrmKNO_3 пра­вая круг­лая скоб­ка = 31,7 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 455,5, зна­ме­на­тель: 100 конец дроби = 144,3935 г боль­ше 101 г.

Кри­стал­ли­зу­ет­ся \ChemFormKCl: весь \ChemFormKNO_3 остаётся в рас­тво­ре.

\it m\rm_крист. левая круг­лая скоб­ка \mathrmKCl пра­вая круг­лая скоб­ка = 223,5 минус 155,781 = 67,719 г;

\it m\rm_кон. р минус ра = 780 минус 67,719 = 712,281 г.

Калий в ко­неч­ном рас­тво­ре со­дер­жит­ся в со­ста­ве обеих солей:

\it m\rm_кон. левая круг­лая скоб­ка K в сте­пе­ни п люс пра­вая круг­лая скоб­ка = 155,781 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 39, зна­ме­на­тель: 74,5 конец дроби плюс 101 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 39, зна­ме­на­тель: 101 конец дроби \approx 120,5498 г;

\omega\rm левая круг­лая скоб­ка K в сте­пе­ни п люс пра­вая круг­лая скоб­ка \approx дробь: чис­ли­тель: 120,5498, зна­ме­на­тель: 712,281 конец дроби \approx 0,1692 или 16,92\%.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Ответ пра­виль­ный и пол­ный, со­дер­жит все на­зван­ные выше эле­мен­ты4
Пра­виль­но за­пи­са­ны три эле­мен­та от­ве­та3
Пра­виль­но за­пи­са­ны два эле­мен­та от­ве­та2
Пра­виль­но за­пи­сан один эле­мент от­ве­та1
Все эле­мен­ты от­ве­та за­пи­са­ны не­вер­но0
Мак­си­маль­ный балл4
Источник: Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант С. И. Ши­ро­ко­по­я­са по­вы­шен­ной слож­но­сти №2
Раздел кодификатора ФИПИ:
5.1 Расчёты массы ве­ще­ства или объёма газов по из­вест­но­му ко­ли­че­ству ве­ще­ства, массе или объёму од­но­го из участ­ву­ю­щих в ре­ак­ции ве­ществ;
5.6 Расчёты массы (объёма, ко­ли­че­ства ве­ще­ства) про­дук­та ре­ак­ции, если одно из ве­ществ дано в виде рас­тво­ра с опре­делённой мас­со­вой долей рас­творённого ве­ще­ства;
5.7 Расчёты с ис­поль­зо­ва­ни­ем по­ня­тий «мас­со­вая доля», «мо­ляр­ная кон­цен­тра­ция», «рас­тво­ри­мость».