Задание 34 ЕГЭ по химии

[1] 4KClO3 = KCl + 3KClO4

[2] 2KClO3 = 2KCl + 3O2

n(O2) = 0,96 / 32 = 0,03 моль

n(KCl[2]) = 2/3 * n(O2) = 2/3 * 0,03 = 0,02 моль

n(KClO3[2]) = n(KCl[2]) = 0,02 моль

Пусть n(KClO3[1]) = x моль, тогда:

n(KCl[1]) = 1/4 * n(KClO3[1]) = 0,25x моль

n(KCl[общ.]) = (0,02 + 0,25x) моль

m(KCl[общ.]) = 74,5 * (0,02 + 0,25x) г

m(тв. ост.) = 9,8 - m(O2) = 9,8 - 0,03*32 = 8,84 г

omega(KCl) = 74,5*(0,02 + 0,25x) / (150 + 8,84) = 0,0117

x = 0,02

n(KClO4) = 3/4 * x = 3/4 * 0,02 = 0,015 моль

m(KClO4) = 0,015 * 138,5 = 2,078 г

omega(KClO4) = 2,078 / 8,84 = 0,235, или 23,5 %

Подробный разбор

При осторожном нагревании хлората калия идут два процесса: диспропорционирование с образованием перхлората и разложение с выделением кислорода. Уменьшение массы навески — это масса ушедшего газа.

1. Уравнения по условию:
   [1] $4KClO_{3} \overset{t}{\rightarrow} KCl + 3KClO_{4}$
   [2] $2KClO_{3} \overset{t}{\rightarrow} 2KCl + 3O_{2}\uparrow$

2. Убыль массы — это кислород по уравнению [2]:
   $n(O_{2}) = 0{,}96\ г / 32\ г/моль = 0{,}03\ моль$.
   Из [2] $n(KCl_{[2]}) = \frac{2}{3} n(O_{2}) = \frac{2}{3} \cdot 0{,}03 = 0{,}02\ моль$, и по тому же уравнению $n(KClO_{3[2]}) = n(KCl_{[2]}) = 0{,}02\ моль$.

3. Пусть $n(KClO_{3[1]}) = x$ моль. Из [1] $n(KCl_{[1]}) = \frac{1}{4}x = 0{,}25x\ моль$, значит весь хлорид калия в растворе:
   $n(KCl) = (0{,}02 + 0{,}25x)\ моль$, $m(KCl) = 74{,}5 \cdot (0{,}02 + 0{,}25x)\ г$.

4. Масса твёрдого остатка (растворяется он полностью, раствор прозрачный):
   $m(ост.) = 9{,}8\ г - 0{,}96\ г = 8{,}84\ г$, $m(р-ра) = 150\ г + 8{,}84\ г = 158{,}84\ г$.

5. Из массовой доли хлорида калия:
   $\frac{74{,}5 \cdot (0{,}02 + 0{,}25x)}{158{,}84} = 0{,}0117$, откуда $0{,}02 + 0{,}25x = 0{,}0249$ и $x = 0{,}02\ моль$.

6. Из [1] $n(KClO_{4}) = \frac{3}{4}x = \frac{3}{4} \cdot 0{,}02 = 0{,}015\ моль$,
   $m(KClO_{4}) = 0{,}015\ моль \cdot 138{,}5\ г/моль = 2{,}078\ г$.

7. $\omega(KClO_{4}) = \frac{2{,}078\ г}{8{,}84\ г} = 0{,}235$, то есть 23,5 %.

Обрати внимание: непрореагировавший хлорат калия в расчёте массовой доли отдельно искать не нужно — он уже учтён в массе остатка 8,84 г, найденной по убыли массы.