34. Расчеты массовой доли химического соединения в смеси: #274472
Смесь бромида калия и иодида калия растворили в воде. Полученный раствор разлили по трём колбам. К $250\text{ г}$ раствора в первой колбе добавили $430\text{ г}$ $40\%$-ного раствора нитрата серебра. После завершения реакции массовая доля нитрата серебра в образовавшемся растворе составила $8{,}44\%$. К $300\text{ г}$ раствора во второй колбе добавили избыток раствора нитрата меди (II), в результате чего в осадок выпало $28{,}65\text{ г}$ соли. Вычислите массовую долю каждой из солей в третьей колбе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
$KBr + AgNO_3 \rightarrow AgBr\downarrow + KNO_3$
$KI + AgNO_3 \rightarrow AgI\downarrow + KNO_3$
$2KI + 2Cu(NO_3)_2 \rightarrow 2CuI\downarrow + I_2 + 2KNO_3$
По второй колбе найдём количество вещества $KI$:
$n(CuI)=\frac{28{,}65}{191}=0{,}15\text{ моль}$
По уравнению:
$n(KI)=n(CuI)=0{,}15\text{ моль}$
Масса $KI$ в $300\text{ г}$ раствора:
$m(KI)=0{,}15\cdot166=24{,}9\text{ г}$
Массовая доля $KI$:
$\omega(KI)=\frac{24{,}9}{300}\cdot100\%=8{,}3\%$
В $250\text{ г}$ раствора первой колбы содержалось:
$m(KI)=250\cdot0{,}083=20{,}75\text{ г}$
$n(KI)=\frac{20{,}75}{166}=0{,}125\text{ моль}$
Пусть массовая доля $KBr$ равна $x$. Тогда:
$n(KBr)=\frac{250x}{119}$
Масса $AgNO_3$ в добавленном растворе:
$m(AgNO_3)=430\cdot0{,}40=172\text{ г}$
Количество вещества $AgNO_3$:
$n(AgNO_3)=\frac{172}{170}$
После реакций осталось:
$m(AgNO_3)_{\text{ост}}=172-170\cdot\left(\frac{250x}{119}+0{,}125\right)$
Масса осадков:
$m_{\text{осадков}}=188\cdot\frac{250x}{119}+235\cdot0{,}125$
Масса раствора после отделения осадков:
$m_{\text{р-ра}}=250+430-\left(188\cdot\frac{250x}{119}+235\cdot0{,}125\right)$
По условию:
$\frac{172-170\cdot\left(\frac{250x}{119}+0{,}125\right)}{250+430-\left(188\cdot\frac{250x}{119}+235\cdot0{,}125\right)}=0{,}0844$
Решая уравнение, получаем: $x\approx0{,}296$
Следовательно: $\omega(KBr)=29{,}6\%$
Так как во всех колбах был один и тот же исходный раствор, в третьей колбе массовые доли солей такие же $\omega(KBr)=29{,}6\%$; $\omega(KI)=8{,}3\%$.