ЕГЭ-2019 | Химия | Решение 741 | В результате реакции 17,4 г оксида марганца(ІV) с 304,2 г 30%-ной хлороводородной кислоты выделился газ. Этот газ пропустили через 250 г 7%-ного раствора сульфита калия. Вычислите массовую долю сол...

Дисциплина: Химия
Номер вопроса в билете: 34
Баллы: 4
Сложность: Высокий

В результате реакции 17,4 г оксида марганца(ІV) с 304,2 г 30%-ной хлороводородной кислоты выделился газ. Этот газ пропустили через 250 г 7%-ного раствора сульфита калия. Вычислите массовую долю соли в образовавшемся растворе.

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

Данную задачу проверяют не автоматически, а вручную. Ознакомьтесь с критериями оценки, правильным решением и сами себе поставьте оценку от 0 до 4 баллов. Даже если вы ошиблись в цифровом ответе, можно получить несколько баллов за правильный ход решения. Форма для оценки находится внизу страницы.

Критерии оценки вопроса

Содержание верного ответа и указания по оцениванию	Баллы
Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы: • правильно записаны уравнения реакций, соответствующих условию задания; • правильно произведены вычисления, в которых используются необходимые физические величины, заданные в условии задания; • продемонстрирована логически обоснованная взаимосвязь физических величин, на основании которых проводятся расчёты; • в соответствии с условием задания определена искомая физическая величина (концентрация раствора)	4
Правильно записаны три элемента ответа	3
Правильно записаны два элемента ответа	2
Правильно записан один элемент ответа	1
Все элементы ответа записаны неверно	0
Максимальный балл	4

Подробное решение

Составим уравнения реакций:

реакция оксида марганца с хлороводородной кислотой: $\ce{MnO2 + 4HCl = Cl2 ^ + MnCl2 + 2H2O}$

выделившийся газ - хлор, реагирует с раствором сульфата калия: $\ce{Cl2 + K2SO3 + H2O = K2SO4 + 2HCl}$

Для начала, найдем количество вещества соляной кислоты, оксида марганца и, соответственно, количество вещества хлора:

$\ce{n(MnO2) = 17,4/87 = 0,2 _ моль}$

$\ce{m(HCl) = 304,2 * 0,3 = 91,26 _ г }$ - масса чистой кислоты в растворе

$\ce{n(HCl) = 91,26 / 36,5 = 2,5 _ моль}$ соляная кислота в избытке, расчёт по недостатку, то есть по оксиду марганца.

$\ce{n(Cl2) = n(MnO2) = 0,2 _ моль}$

Рассчитаем количество вещества сульфита калия:

$\ce{m(K2SO3) = 250 * 0,07 = 17,5 _ г}$ - масса чистого сульфита калия в растворе

$\ce{n(K2SO3) = 17,5 / 158 = 0,11 _ моль}$ - где 158 г/моль - молярная масса сульфита калия

Теперь, исходя из количества вещества хлора и сульфита калия, видим, что хлор в избытке. Расчёт дальнейший ведём по недостатку, то есть по молям сульфита калия:

Найдём массу сульфата калия:

$\ce{n(K2SO4) = n(K2SO3) = 0,11 _ моль }$

$\ce{m(K2SO4) = 0,11 * 174 = 19,14 _ г}$

Теперь найдём массу прореагировавшего хлора:

$\ce{n(Cl2)_{прореаг.} = n(K2SO3) = 0,11 _ моль}$

$\ce{m(Cl2)_{прореаг.} = 0,11 * 71 = 7,81 _ г}$

Чтобы найти массовую долю соли сульфата калия в образовавшемся растворе, для начала нужно найти массу раствора:

$\ce{m(р-ра) = m_{нач.}(р-ра) + m(Cl2)_{прореаг.} = 250 + 7,81 = 257,81 _ г}$

Массовая доля сульфата калия:

$\ce{w(K2SO4) = 19,14 / 257,81 = 0,074 }$ или 7,4%

Оцените своё решение

0 1 2 3 4

Подробное решение
Составим уравнения реакций:
реакция оксида марганца с хлороводородной кислотой: $\ce{MnO2 + 4HCl = Cl2 ^ + MnCl2 + 2H2O}$
выделившийся газ - хлор, реагирует с раствором сульфата калия: $\ce{Cl2 + K2SO3 + H2O = K2SO4 + 2HCl}$
Для начала, найдем количество вещества соляной кислоты, оксида марганца и, соответственно, количество вещества хлора:
$\ce{n(MnO2) = 17,4/87 = 0,2 _ моль}$
$\ce{m(HCl) = 304,2 * 0,3 = 91,26 _ г }$ - масса чистой кислоты в растворе
$\ce{n(HCl) = 91,26 / 36,5 = 2,5 _ моль}$ соляная кислота в избытке, расчёт по недостатку, то есть по оксиду марганца.
$\ce{n(Cl2) = n(MnO2) = 0,2 _ моль}$
Рассчитаем количество вещества сульфита калия:
$\ce{m(K2SO3) = 250 * 0,07 = 17,5 _ г}$ - масса чистого сульфита калия в растворе
$\ce{n(K2SO3) = 17,5 / 158 = 0,11 _ моль}$ - где 158 г/моль - молярная масса сульфита калия
Теперь, исходя из количества вещества хлора и сульфита калия, видим, что хлор в избытке. Расчёт дальнейший ведём по недостатку, то есть по молям сульфита калия:
Найдём массу сульфата калия:
$\ce{n(K2SO4) = n(K2SO3) = 0,11 _ моль }$
$\ce{m(K2SO4) = 0,11 * 174 = 19,14 _ г}$
Теперь найдём массу прореагировавшего хлора:
$\ce{n(Cl2)_{прореаг.} = n(K2SO3) = 0,11 _ моль}$
$\ce{m(Cl2)_{прореаг.} = 0,11 * 71 = 7,81 _ г}$
Чтобы найти массовую долю соли сульфата калия в образовавшемся растворе, для начала нужно найти массу раствора:
$\ce{m(р-ра) = m_{нач.}(р-ра) + m(Cl2)_{прореаг.} = 250 + 7,81 = 257,81 _ г}$
Массовая доля сульфата калия:
$\ce{w(K2SO4) = 19,14 / 257,81 = 0,074 }$ или 7,4%

Сайт помог тебе решить задачу?
Помоги нам - задонать!

Войти в свой аккаунт
Химия
Биология
Русский язык
Математика базовая
Математика профильная