Первым шагом в данной задаче необходимо определить количество хлорида меди (II) в приготовленном растворе. Зная его растворимость, можно вычислить массу хлорида меди (II), растворившегося в 0,5 л воды.
Массовая доля хлорида меди (II) в растворе равна:
Масса хлорида меди (II) / Масса раствора
Масса раствора равна массе воды плюс массе хлорида меди (II):
0,5 л воды = 0,5 кг воды
Масса раствора = 0,5 кг + масса хлорида меди (II)
Массовая доля хлорида меди (II) = масса хлорида меди (II) / (0,5 кг + масса хлорида меди (II))
Используя данную формулу, можно выразить массу хлорида меди (II) через массовую долю хлорида меди (II) и массу раствора:
Масса хлорида меди (II) = массовая доля хлорида меди (II) * (0,5 кг + масса хлорида меди (II))
Теперь мы можем решить уравнение для массы хлорида меди (II). Решение будет представлять собой квадратное уравнение, так как масса хлорида меди (II) входит в оба члена равенства:
массовая доля хлорида меди (II) * (0,5 кг + масса хлорида меди (II)) = 70,2 г
массовая доля хлорида меди (II) * 0,5 кг + массовая доля хлорида меди (II) * масса хлорида меди (II) = 70,2 г
массовая доля хлорида меди (II) * масса хлорида меди (II) + массовая доля хлорида меди (II) * массовая доля хлорида меди (II) + массовая доля хлорида меди (II) + массовая доля хлорида меди (II) * масса хлорида меди (II) = 70,2 г
(массовая доля хлорида меди (II))^2 * масса хлорида меди (II) + 2 * массовая доля хлорида меди (II) * масса хлорида меди (II) - 70,2 г = 0
Теперь мы можем решить это квадратное уравнение относительно массы хлорида меди (II). Для этого нам понадобится квадратное уравнение вида ax^2 + bx + c = 0, где x - искомое значение (масса хлорида меди (II)), a = (массовая доля хлорида меди (II))^2, b = 2 * массовая доля хлорида меди (II), c = -70,2 г.
Решая это квадратное уравнение, мы найдем массу хлорида меди (II) в данном растворе.
После этого в первой колбе мы добавляем избыток раствора нитрата серебра. Нитрат серебра будет реагировать с хлоридом меди (II), что приведет к осаждению хлорида серебра. Осадок будет иметь массу 86,1 г. Так как нитрат серебра растворяется полностью, осадок будет состоять только из хлорида серебра.
Масса хлорида серебра, выпавшего в осадок, равна массе осадка:
Масса хлорида серебра = 86,1 г
Теперь мы хотим найти массовую долю хлорида калия во второй колбе после взаимодействия. Для этого мы должны знать массу хлорида калия в растворе до взаимодействия и после него.
Масса хлорида калия в растворе до взаимодействия равна нулю, так как хлорида калия в растворе не было:
Масса хлорида калия до взаимодействия = 0 г
После взаимодействия все ионы меди (II) превращаются в хлорид серебра, а ионы калия добавляются отдельно в виде гидроксида калия. Таким образом, масса хлорида калия в растворе после взаимодействия будет равна массе хлорида калия от гидроксида калия.
Масса хлорида калия после взаимодействия = масса хлорида калия от гидроксида калия
Теперь остается найти массу хлорида калия от гидроксида калия. Для этого мы должны знать массовую долю гидроксида калия, а также его концентрацию.
Массовая доля гидроксида калия в 14%-ном растворе равна:
Масса гидроксида калия / Масса раствора гидроксида калия
Концентрация гидроксида калия равна:
Масса гидроксида калия / Объем гидроксида калия
Так как мы не знаем ни массу гидроксида калия, ни его объем, мы не можем вычислить его концентрацию напрямую. Однако у нас есть информация о том, что добавляется необходимое для полного осаждения ионов меди количество 14%-ного раствора гидроксида калия.
"Необходимое для полного осаждения" означает, что было добавлено достаточное количество гидроксида калия, чтобы преобразовать все ионы меди (II) в осадок. То есть, все ионы меди (II) обратно отдадутся только в присутствии гидроксида калия.
Таким образом, мы можем сделать вывод, что масса ионов меди (II), обратно отданных в присутствии гидроксида калия, составляет 86,1 г. Эта масса и будет равна массе хлорида калия от гидроксида калия.
Масса ионов меди (II), обратно отданных в присутствии гидроксида калия = 86,1 г
Теперь мы можем найти массовую долю хлорида калия во второй колбе после взаимодействия.
Массовая доля хлорида калия после взаимодействия = Масса хлорида калия после взаимодействия / Масса раствора после взаимодействия
Мы уже выяснили, что масса хлорида калия после взаимодействия равна массе ионов меди (II), обратно отданных в присутствии гидроксида калия. Нам остается только найти массу раствора после взаимодействия.
Масса раствора после взаимодействия равна массе раствора до взаимодействия минус масса хлорида калия, отданного в присутствии гидроксида калия:
Масса раствора после взаимодействия = Масса раствора до взаимодействия - Масса хлорида калия после взаимодействия
Теперь у нас есть полная информация для вычисления массовой доли хлорида калия во второй колбе после взаимодействия.
Остается только подставить все значения в формулу и решить уравнения для нахождения массовой доли хлорида калия:
Массовая доля хлорида калия после взаимодействия = (Масса ионов меди (II), обратно отданных в присутствии гидроксида калия) / (Масса раствора до взаимодействия - Масса хлорида калия после взаимодействия)