22. 110 г раствора гидроксида калия смешали с избытком раствора нитрата железа (II). Выпал осадок массой 22,5 г. Вычислите массовую долю гидроксида калия в исходном растворе. В ответе запишите уравнение реакции, о которой идёт речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение:

1. Уравнение реакции:

Гидроксид калия (KOH) реагирует с нитратом железа(II) (Fe(NO₃)₂) с образованием гидроксида железа(II) (Fe(OH)₂) — осадка, и нитрата калия (KNO₃).

\( 2KOH + Fe(NO_3)_2 → Fe(OH)_2↓ + 2KNO_3 \)

2. Вычисления:

а) Найдем молярную массу гидроксида железа(II) (Fe(OH)₂):

M(Fe(OH)₂) = M(Fe) + 2 × (M(O) + M(H)) = 56 г/моль + 2 × (16 г/моль + 1 г/моль) = 56 + 2 × 17 = 56 + 34 = 90 г/моль.

б) Найдем количество вещества осадка (Fe(OH)₂):

n(Fe(OH)₂) = m(Fe(OH)₂) / M(Fe(OH)₂) = 22,5 г / 90 г/моль = 0,25 моль.

в) Найдем количество вещества гидроксида калия (KOH), вступившего в реакцию:

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль Fe(OH)₂ требуется 2 моль KOH. Поэтому:

n(KOH) = 2 × n(Fe(OH)₂) = 2 × 0,25 моль = 0,5 моль.

г) Найдем молярную массу гидроксида калия (KOH):

M(KOH) = M(K) + M(O) + M(H) = 39 г/моль + 16 г/моль + 1 г/моль = 56 г/моль.

д) Найдем массу гидроксида калия (KOH) в исходном растворе:

m(KOH) = n(KOH) × M(KOH) = 0,5 моль × 56 г/моль = 28 г.

е) Вычислим массовую долю гидроксида калия (KOH) в исходном растворе:

ω(KOH) = (m(KOH) / m(раствора)) × 100% = (28 г / 110 г) × 100% ≈ 25,45%.

Ответ: Массовая доля гидроксида калия в исходном растворе составляет примерно 25,45%.