Номер 5, страница 10 - гдз по химии 9 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Алексеева

Дано:

$m(\text{раствора } KOH) = 250 \text{ г}$

$\omega(KOH) = 10\%$

$m(SO_2) = 12.8 \text{ г}$

Перевод в СИ:

$m(\text{раствора } KOH) = 250 \text{ г} = 0.250 \text{ кг}$

$\omega(KOH) = 10\% = 0.10$

$m(SO_2) = 12.8 \text{ г} = 0.0128 \text{ кг}$

Найти:

$m(K_2SO_3) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение химической реакции получения сульфита калия из гидроксида калия и оксида серы(IV):

$2KOH + SO_2 \rightarrow K_2SO_3 + H_2O$

2. Рассчитаем массу чистого гидроксида калия ($KOH$) в растворе:

$m(KOH) = m(\text{раствора } KOH) \times \omega(KOH)$

$m(KOH) = 250 \text{ г} \times 0.10 = 25 \text{ г}$

3. Вычислим молярные массы веществ, участвующих в реакции, используя значения атомных масс элементов (K $\approx 39.098$, O $\approx 15.999$, H $\approx 1.008$, S $\approx 32.06$):

$M(KOH) = A_r(K) + A_r(O) + A_r(H) = 39.098 + 15.999 + 1.008 = 56.105 \text{ г/моль}$

$M(SO_2) = A_r(S) + 2 \times A_r(O) = 32.06 + 2 \times 15.999 = 32.06 + 31.998 = 64.058 \text{ г/моль}$

$M(K_2SO_3) = 2 \times A_r(K) + A_r(S) + 3 \times A_r(O) = 2 \times 39.098 + 32.06 + 3 \times 15.999 = 78.196 + 32.06 + 47.997 = 158.253 \text{ г/моль}$

4. Определим количество вещества ($n$) каждого из реагентов:

$n(KOH) = \frac{m(KOH)}{M(KOH)} = \frac{25 \text{ г}}{56.105 \text{ г/моль}} \approx 0.44559 \text{ моль}$

$n(SO_2) = \frac{m(SO_2)}{M(SO_2)} = \frac{12.8 \text{ г}}{64.058 \text{ г/моль}} \approx 0.19982 \text{ моль}$

5. Определим, какое из веществ является лимитирующим реагентом. Для этого сравним мольные соотношения реагентов с их стехиометрическими коэффициентами в уравнении реакции:

Для $KOH$: $\frac{n(KOH)}{\text{стехиометрический коэффициент } KOH} = \frac{0.44559 \text{ моль}}{2} \approx 0.222795$

Для $SO_2$: $\frac{n(SO_2)}{\text{стехиометрический коэффициент } SO_2} = \frac{0.19982 \text{ моль}}{1} = 0.19982$

Поскольку $0.19982 < 0.222795$, оксид серы(IV) ($SO_2$) является лимитирующим реагентом. Количество продукта реакции ($K_2SO_3$) будет определяться количеством $SO_2$.

6. По уравнению реакции, $1 \text{ моль } SO_2$ образует $1 \text{ моль } K_2SO_3$. Следовательно, количество образовавшегося сульфита калия равно количеству $SO_2$:

$n(K_2SO_3) = n(SO_2) \approx 0.19982 \text{ моль}$

7. Рассчитаем массу сульфита калия ($K_2SO_3$):

$m(K_2SO_3) = n(K_2SO_3) \times M(K_2SO_3)$

$m(K_2SO_3) = 0.19982 \text{ моль} \times 158.253 \text{ г/моль} \approx 31.620 \text{ г}$

Ответ:

Масса сульфита калия, который можно получить, составляет $31.62 \text{ г}$.