Разделы 
Дополнительно
Задача по химии - 3677
2023-09-11 
Для окисления 1,16 г сульфита, катион в котором имеет заряд +1 и в данных условиях не окисляющийся, потребовалось добавить 80,0 мл раствора, в котором молярные концентрации перманганата калия и серной кислоты равны 0,0500 и 0,0750 моль/л соответственно. Установите состав и вычислите массу остатка, который получится при выпаривании раствора после реакции.
Решение:
Запишем уравнение протекающей реакции
$5X_{2}SO_{3} + 2KMnO_{4} + 3H_{2}SO_{4} \rightarrow 2MnSO_{4} + K_{2}SO_{4} + 5X_{2}SO_{4} + 3H_{2}O$
где $X$ - неизвестный катион.
Вычислим количества веществ $KMnO_{4}$ и $H_{2}SO_{4}$, содержащихся в растворе, которым окислили сульфит:
$\nu = cV; \nu (KMnO_{4}) = 0,05 \cdot 0,08=0,004 моль$;
$\nu (H_{2}SO_{4}) = 0,075 \cdot 0,08 = 0,06 моль$.
Таким образом, соотношение между количествами веществ $KMnO_{4}$ и $H_{2}SO_{4}$ соответствовало стехиометрическому (2:3).
По уравнению реакции
$\nu (X_{2}SO_{3}) = \frac{5}{2} \nu (KMnO_{4}) = 2,5 \cdot 0,04=0,01 моль$.
Молярная масса сульфита равна:
$M(X_{2}SO_{3} ) = \frac{m(X_{2}SO_{3})}{ \nu (X_{2}SO_{3})}; M(X_{2}SO_{3}) = \frac{1,16}{0,01} = 116 г/моль$.
Теперь можно рассчитать молярную массу катиона:
$M(X) = \frac{M(X_{2}SO_{3}) - M(SO_{3})}{2}; M(X) = \frac{116-80}{2} = 18$;
такая молярная масса соответствует иону аммония.
Кроме сульфата аммония в остатке после выпаривания раствора останутся также $MnSO_{4}$ и $K_{2}SO_{4}$.
Найдём их количества веществ исходя из стехиометрических соотношений:
$\nu (MnSO_{4}) = \nu (KMnO_{4}) = 0,004 моль$;
$\nu (K_{2}SO_{4} ) = 0,5 \nu (KMnO_{4})=0,002 моль$;
$\nu ((NH_{4})_{2}SO_{4}) =\nu ((NH_{4})_{2}SO_{3}) = 0,001 моль$.
Рассчитаем теперь массы всех трех образовавшихся солей по формуле $m=M \nu$:
$m(MnSO_{4}) = 0,004 \cdot 151= 0,604 г; m(K_{2}SO_{4})=0,002 \cdot 174=0,348 г$;
$m((NH_{4})_{2}SO_{4}) = 0,001 \cdot 132 = 1,32 г$.
Теперь можно определить массу всего остатка:
$m_{сумм} = m(MnSO_{4}) + m(K_{2}SO_{4}) + m((NH_{4})_{2}SO_{4}) =0,604 +0,348+1,32 =2,27 г$.
Для окисления 1,16 г сульфита, катион в котором имеет заряд +1 и в данных условиях не окисляющийся, потребовалось добавить 80,0 мл раствора, в котором молярные концентрации перманганата калия и серной кислоты равны 0,0500 и 0,0750 моль/л соответственно. Установите состав и вычислите массу остатка, который получится при выпаривании раствора после реакции.
Решение:
Запишем уравнение протекающей реакции
$5X_{2}SO_{3} + 2KMnO_{4} + 3H_{2}SO_{4} \rightarrow 2MnSO_{4} + K_{2}SO_{4} + 5X_{2}SO_{4} + 3H_{2}O$
где $X$ - неизвестный катион.
Вычислим количества веществ $KMnO_{4}$ и $H_{2}SO_{4}$, содержащихся в растворе, которым окислили сульфит:
$\nu = cV; \nu (KMnO_{4}) = 0,05 \cdot 0,08=0,004 моль$;
$\nu (H_{2}SO_{4}) = 0,075 \cdot 0,08 = 0,06 моль$.
Таким образом, соотношение между количествами веществ $KMnO_{4}$ и $H_{2}SO_{4}$ соответствовало стехиометрическому (2:3).
По уравнению реакции
$\nu (X_{2}SO_{3}) = \frac{5}{2} \nu (KMnO_{4}) = 2,5 \cdot 0,04=0,01 моль$.
Молярная масса сульфита равна:
$M(X_{2}SO_{3} ) = \frac{m(X_{2}SO_{3})}{ \nu (X_{2}SO_{3})}; M(X_{2}SO_{3}) = \frac{1,16}{0,01} = 116 г/моль$.
Теперь можно рассчитать молярную массу катиона:
$M(X) = \frac{M(X_{2}SO_{3}) - M(SO_{3})}{2}; M(X) = \frac{116-80}{2} = 18$;
такая молярная масса соответствует иону аммония.
Кроме сульфата аммония в остатке после выпаривания раствора останутся также $MnSO_{4}$ и $K_{2}SO_{4}$.
Найдём их количества веществ исходя из стехиометрических соотношений:
$\nu (MnSO_{4}) = \nu (KMnO_{4}) = 0,004 моль$;
$\nu (K_{2}SO_{4} ) = 0,5 \nu (KMnO_{4})=0,002 моль$;
$\nu ((NH_{4})_{2}SO_{4}) =\nu ((NH_{4})_{2}SO_{3}) = 0,001 моль$.
Рассчитаем теперь массы всех трех образовавшихся солей по формуле $m=M \nu$:
$m(MnSO_{4}) = 0,004 \cdot 151= 0,604 г; m(K_{2}SO_{4})=0,002 \cdot 174=0,348 г$;
$m((NH_{4})_{2}SO_{4}) = 0,001 \cdot 132 = 1,32 г$.
Теперь можно определить массу всего остатка:
$m_{сумм} = m(MnSO_{4}) + m(K_{2}SO_{4}) + m((NH_{4})_{2}SO_{4}) =0,604 +0,348+1,32 =2,27 г$.
