Question

Хлорат калия разложили в присутствии катализатора – оксида марганца (IV), в результате чего выделился кислород объемом 6,72 л (в пересчете на н.у.). Масса сухого остатка составила 16 г. Этот остаток прореагировал с 170 г 30%-ного раствора нитрата серебра. Определите массовую долю нитрата серебра в образовавшемся растворе.

Answer 1

При разложении хлората калия в присутствии катализатора образуются хлорид калия и кислород:

2KClO₃ → 2KCl + 3O₂↑ (нагревание, кат. MnO₂)

Вычислим количество вещества выделяющегося кислорода:

ν(O₂) = 6,72 л/22,4 л/моль = 0,3 моль, следовательно,

по уравнению реакции образуется ν(KCl) = 0,3 моль · 2/3 = 0,2 моль и расходуется 0,2 моль KClO₃.

Вычислим массы образующегося хлорида калия:

m(KCl) = 0,2 моль · 74,5 г/моль = 14,9 г, отсюда m_ост.(KClO₃) = 16 г – 14,9 г = 1,1 г

Таким образом, в результате прокаливания хлората калия образовалось 14,9 г хлорида калия и 1,1 г хлората калия не подверглась разложению.

В воде растворяются и хлорат, и хлорид, однако с раствором нитрата серебра взаимодействует только хлорид калия, в результате чего выпадает белый творожистый осадок – хлорид серебра:

KCl + AgNO₃ → AgCl↓ + KNO₃

По уравнению реакции ν(KCl) = ν(AgCl) = ν(KNO₃) = 0,2 моль

Поскольку нитрата серебра дан в избытке, по завершении реакции он остается в растворе. Вычислим его оставшуюся после реакции массу:

m_ост.(AgNO₃) = 170 г · 0,3 моль – 170 г/моль · 0,2 моль = 17 г

При расчете массы образующегося раствора необходимо учесть массу выпадающего в осадок хлорида серебра:

m(AgCl) = 143,5 г/моль · 0,2 моль = 28,7 г

Вычислим массу образовавшегося раствора:

m(р-ра) = 16 г + 170 г – 28,7 г = 157,3 г

Массовая доля оставшегося нитрата серебра в растворе равна:

ω(AgNO₃) = 17 г/157,3 г · 100% = 10,81%