Химия
8 класс
Вопрос
В воде растворили 1 г смеси хлорида, бромида и иодида калия ($KCl$, $KBr$, $KI$) и к полученному раствору добавили избыток раствора нитрата серебра, получив при этом после фильтрования, промывания и высушивания 1,719 г осадка. Затем на осадок подействовали избытком аммиачной воды, нерастворившийся осадок отфильтровали и к фильтрату после подкисления его серной кислотой добавили гранулированный цинк. В результате было получено 0,996 г осадка, который не реагировал с разбавленной серной кислотой, но растворялся в разбавленной азотной кислоте.
Вычислите процентное (по массе) содержание соли в смеси. Опишите с помощью соответствующих химических уравнений ход процессов, перечисленных в задаче.
Ответ
Обозначим мольное содержание в смеси $KCl$, $KBr$ и $KI$ соответственно через $x, y, z$.
$x KCl + \underset {1 г \: смеси}{y KBr} + zKI + (x + y + z)AgNO_3 \rightarrow (x + y + z)KNO_3 + xAgCl + \underset {1,719 \: г осадка}{y AgBr} + zAgI$,
$xAgCl + yAgBr + zAgI + 2 (x + y) NH_3 \underset {H_2O}{\rightarrow} xAg(NH_3)_2Cl + yAg(NH_3)_2Br + zAgI$, $Ag(NH_3)_2Cl + y Ag(NH_3)_2Br + 1/2 (x+y) Zn + (x+y) H_2SO_4 \rightarrow 1/2 xZnCl_2 + 1/2 yZnBr_2 + \underset {0,996 \: г осадка}{(x + y) Ag} + (x + y) (NH_4)_2 S0_4$.
$A_{Ag} = 108$; $M_{KCl} = 74,5$; $M_{KBr} = 119$; $M_{KI} = 166$; $M_{AgCl} = 143,5$; $M_{AgBr} = 188$; $M_{AgI} = 235$.
Было получено 0,996 г, или $0,996 : 108 \approx 0,00923$ моля, $Ag$. Составляем систему уравнений
$\left . \begin{cases} x + y = 0,00923 \\
143,5x + 188y + 235z = 1,719 \\ 74,5 x + 119y + 116z = 1 \end{cases} \right | \begin{matrix} ~ \\ \cdot 166 \\ \cdot 235 \end{matrix}$
$23800x + 31200y + 39000z = 285$
$-$
$\underline{17500x + 27950y + 39000z = 235}$
$6300x + 3250y = 50$
$\left . \begin{cases} 126x + 65y = 1 \\ x + y = 0,00923 \end{cases} \right | \begin{matrix} ~ \\ \cdot 65 \end{matrix}$
$61x = 1 -0,6 = 0,4$,
$x \approx 0,00656$ моля, или $6,56 \cdot 10^{-3} \cdot 74,5 = 0,489$ г, $KCl (NULL,9 \%)$
$y \approx 0,00267$ моля, или $2,67 \cdot 10^{-3} \cdot 119 = 0,318$ г, $KBr (NULL,8 \%)$
$x = 100 - (NULL,9 + 31,8) = 19,3 \% KI$