Подробный разбор задач (задание 33 экзамена)

Задача 2. Хлор, выделившийся при взаимодействии 43.5 г оксида марганца (IV) с раствором HCl объемом 500 мл (плотность 1.18 г/мл) с массовой долей 36%, полностью поглощен горячим раствором гидроксида калия массой 600 г с массовой долей 28%. Определите массовую долю хлората калия в полученном растворе.

Источник: Я сдам ЕГЭ! Типовые Задания. А.А. Каверина (2018), стр. 209.

 

Решение:

1) Определим количества веществ, вступающих в первую реакцию и запишем саму реакцию:

n(MnO2) = 43.5/87 = 0.5 моль

m(HCl) = 500×1.18×0.36 = 212.4 г

n(HCl) = 212.4/36.5 = 5.8 моль

 

MnO2 + 4HCl → Cl2 + MnCl2 + 2H2O

Согласно коэффициентам, количество HCl, которое необходимо для полного расходования 0.5 моль MnO2, в 4 раза больше количества MnO2: 

n(HCl) = 4×n(MnO2) = 4×0.5 = 2 моль. По условию задачи имеем 5.8 моль HCl, следовательно MnO2 в недостатке, а HCl в избытке. Расчет количества хлора ведем по количеству MnO2 (так как он в недостатке):

n(Cl2) = n(MnO2) = 0.5 моль.

 

2) Вычислим количество вещеста KOH и запишем вторую реакцию:

m(KOH) = 600×0.28 = 168 г

n(KOH) = 168/56 = 3 моль.

3Cl2 + 6KOH → 5KCl + KClO3 + 3H2O (реакция с горячим раствором щелочи)

 

Так как хлор в недостатке, его количество используем, чтобы найти количество вещества и массу KClO3:

n(KClO3) = n(Cl2)/3 = 0.5/3 = 0.17 моль

m(KClO3) = 0.17×122.5 = 20.83 г

 

3) Находим массовую долю KClO3:

m(р-ра) = m(Cl2) + m(р-ра KOH) = 0.5×71 + 600 = 635.5 г

w(KClO3 = 20.83/635.5 = 0.0328 или 3.28%