Math Problem Statement

Рассчитайте массовую долю выхода продукта в процентах от теоретически возможного если при взаимодействии 980 г 15% раствора серной кислоты с гидроксидом калия было получено 62,5 г сульфата калия

Solution

Чтобы рассчитать массовую долю выхода продукта в процентах от теоретически возможного, нужно выполнить следующие шаги:

Шаг 1: Найдем теоретический выход сульфата калия (K₂SO₄).

  1. Молекулярные массы веществ:

    • Молекулярная масса серной кислоты (H₂SO₄): 98 г/моль
    • Молекулярная масса гидроксида калия (KOH): 56 г/моль
    • Молекулярная масса сульфата калия (K₂SO₄): 174 г/моль
  2. Масса серной кислоты в 15% растворе:

    • Масса раствора: 980 г
    • Массовая доля серной кислоты: 15%
    • Масса серной кислоты в растворе: 980г×0,15=147г980 \, \text{г} \times 0,15 = 147 \, \text{г}
  3. Молекулы серной кислоты: Находим количество вещества серной кислоты: 147г98г/моль=1,5моль H2SO4\frac{147 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} = 1,5 \, \text{моль H}_2\text{SO}_4

  4. Молекулы гидроксида калия: Реакция между серной кислотой и гидроксидом калия идет по уравнению: H2SO4+2KOHK2SO4+2H2OH_2SO_4 + 2 KOH \to K_2SO_4 + 2 H_2O Из уравнения видно, что для 1 моль серной кислоты требуется 2 моль KOH. То есть, для 1,5 моль H₂SO₄ нужно: 1,5моль H2SO4×2=3моль KOH1,5 \, \text{моль H}_2\text{SO}_4 \times 2 = 3 \, \text{моль KOH}

  5. Реакция ограничена серной кислотой, так как гидроксид калия есть в избыточном количестве. Следовательно, теоретически получится 1,5 моль сульфата калия (K₂SO₄).

  6. Масса сульфата калия: Масса теоретически полученного сульфата калия: 1,5моль K2SO4×174г/моль=261г1,5 \, \text{моль K}_2\text{SO}_4 \times 174 \, \text{г/моль} = 261 \, \text{г}

Шаг 2: Рассчитаем массовую долю выхода продукта.

Выход сульфата калия в эксперименте составил 62,5 г. Теперь находим массовую долю: 62,5г261г×100%=23,9%\frac{62,5 \, \text{г}}{261 \, \text{г}} \times 100 \% = 23,9 \%

Ответ:

Массовая доля выхода сульфата калия от теоретически возможного составляет 23,9%.


Если у вас есть вопросы или хотите, чтобы я пояснил какие-либо шаги более детально, пожалуйста, дайте знать! Вот несколько дополнительных вопросов для лучшего понимания:

  1. Как бы изменился расчет, если бы гидроксид калия был ограничивающим реагентом?
  2. Как можно улучшить выход продукта в реакциях с избыточными реагентами?
  3. Какие другие методы можно использовать для определения массовой доли выхода продукта?
  4. В чем состоит отличие теоретического и фактического выхода продукта?
  5. Что может повлиять на уменьшение выхода продукта при химических реакциях?

Совет: Для улучшения точности расчетов всегда проверяйте соответствие уравнений реакции и массе реагентов, чтобы избежать ошибок.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Stoichiometry
Mass Percentage
Chemical Reactions
Molarity
Theoretical Yield

Formulas

Mass Percentage = (Actual Mass / Theoretical Mass) * 100%
Molar Mass = (Molecular Mass of each element) * number of atoms of each element
Stoichiometric Relationship between reactants and products in a balanced chemical equation

Theorems

Law of Conservation of Mass
Stoichiometry of Chemical Reactions

Suitable Grade Level

Grades 10-12