К 200 г раствора силиката калия (К2SiО3) прилили избыток раствора серной кислоты (Н2SO4) и получили...

Для решения задачи нам нужно воспользоваться химическими уравнениями и вычислениями. Давайте разберем все шаги подробно.

1. Химическая реакция:

Сначала напишем уравнение реакции между силикатом калия (K₂SiO₃) и серной кислотой (H₂SO₄):

[ K_2SiO_3 + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + H_2SiO_3 ]

Где образуется сульфат калия (K₂SO₄) и метакремниевая кислота (H₂SiO₃), которая выпадает в осадок.

1. Масса осадка:

Нам дано, что масса осадка (H₂SiO₃) составляет 19,5 г.

1. Молярная масса:

Теперь найдем молярные массы веществ, участвующих в реакции:

• ( K_2SiO_3 ): [ \text{Масса} = 2 \times 39.1 + 1 \times 28.1 + 3 \times 16 = 78.2 + 28.1 + 48 = 154.3 \, \text{г/моль} ]

• ( H_2SiO_3 ): [ \text{Масса} = 2 \times 1 + 1 \times 28.1 + 3 \times 16 = 2 + 28.1 + 48 = 78.1 \, \text{г/моль} ]

1. Количество вещества осадка:

Найдем количество вещества осадка ( H_2SiO_3 ):

[ n(H_2SiO_3) = \frac{м(осадка)}{M(H_2SiO_3)} = \frac{19.5 \, \text{г}}{78.1 \, \text{г/моль}} \approx 0.25 \, \text{моль} ]

1. Количество вещества K₂SiO₃:

По уравнению реакции видно, что 1 моль ( K_2SiO_3 ) образует 1 моль ( H_2SiO_3 ). Следовательно, количество вещества ( K_2SiO_3 ) равно:

[ n(K_2SiO_3) = n(H_2SiO_3) = 0.25 \, \text{моль} ]

1. Масса K₂SiO₃:

Теперь найдем массу ( K_2SiO_3 ) в растворе:

[ м(K_2SiO_3) = n(K_2SiO_3) \times M(K_2SiO_3) = 0.25 \, \text{моль} \times 154.3 \, \text{г/моль} \approx 38.575 \, \text{г} ]

1. Массовая доля K₂SiO₃:

Массовая доля ( K_2SiO_3 ) в исходном растворе рассчитывается по формуле:

[ w(K_2SiO_3) = \frac{м(K_2SiO_3)}{м(раствора)} \times 100\% ]

[ w(K_2SiO_3) = \frac{38.575 \, \text{г}}{200 \, \text{г}} \times 100\% \approx 19.29\% ]

Таким образом, массовая доля ( K_2SiO_3 ) в исходном растворе составляет приблизительно 19.29%.

Для решения данной задачи необходимо выразить реакцию между силикатом калия и серной кислотой:

K2SiO3 + H2SO4 -> K2SO4 + H2SiO3

Из уравнения реакции можно увидеть, что в результате реакции образуется осадок кремнекислого калия (H2SiO3), масса которого равна 19,5 г. Это значит, что весь силикат калия из исходного раствора превратился в осадок.

Молярная масса K2SiO3 = 239,1 (K) + 28,1 (Si) + 316 (O) = 154,2 г/моль

Теперь мы можем рассчитать количество моль К2SiO3, соответствующее 200 г раствора:

n(K2SiO3) = m(K2SiO3) / M(K2SiO3) = 200 г / 154,2 г/моль ≈ 1,297 моль

Так как весь К2SiO3 из исходного раствора превратился в осадок, его массовая доля в исходном растворе равна:

Массовая доля К2SiO3 = (масса К2SiO3 / масса исходного раствора) 100% = (1,297 моль 154,2 г/моль / 200 г) * 100% ≈ 99,9%

Итак, массовая доля K2SiO3 в исходном растворе составляет около 99,9%.