22. К избытку раствора хлорида алюминия добавили 16,8 г раствора гидроксида калия 10%. Определите массу выпавшего осадка. В ответе запишите уравнение реакции, о которой идет речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение:

В данной реакции хлорид алюминия реагирует с гидроксидом калия. Поскольку гидроксид алюминия является амфотерным соединением, реакция протекает в две стадии, пока гидроксид калия находится в избытке.

1. Запись уравнения реакции:

\( \text{AlCl}_3 + 3\text{KOH} \rightarrow \text{Al(OH)}_3 \downarrow + 3\text{KCl} \)
или
\( \text{AlCl}_3 + \text{KOH} \rightarrow \text{Al(OH)}_3 \downarrow + \text{KCl} \)
\( \text{Al(OH)}_3 + \text{KOH} \rightarrow \text{K[Al(OH)}_4] \) (при избытке KOH)


Так как в условии сказано, что добавили 16,8 г раствора гидроксида калия 10%, а хлорид алюминия в избытке, то осадок гидроксида алюминия (Al(OH)₃) будет образовываться до тех пор, пока не закончится хлорид алюминия. Но потом, при избытке KOH, он будет растворяться. В данном случае, поскольку указано, что гидроксид калия добавляется к хлориду алюминия, осадок выпадет, а затем будет растворяться. Вопрос звучит как "массу выпавшего осадка", т.е. максимальную массу, которая может выпасть. Мы будем исходить из стехиометрии реакции образования гидроксида алюминия.

2. Вычисление массы гидроксида калия:

\( m_{\text{KOH}} = m_{\text{р-ра}} \cdot w = 16.8 \text{ г} \cdot 0.10 = 1.68 \text{ г} \)

3. Нахождение молярной массы KOH и AlCl₃:

\( M_{\text{KOH}} = 39.1 + 16.0 + 1.0 = 56.1 \text{ г/моль} \)
\( M_{\text{AlCl}_3} = 27.0 + 3 \cdot 35.5 = 27.0 + 106.5 = 133.5 \text{ г/моль} \)
\( M_{\text{Al(OH)}_3} = 27.0 + 3 \cdot (16.0 + 1.0) = 27.0 + 3 \cdot 17.0 = 27.0 + 51.0 = 78.0 \text{ г/моль} \)
4. Нахождение количества вещества KOH:

\( n_{\text{KOH}} = \frac{m_{\text{KOH}}}{M_{\text{KOH}}} = \frac{1.68 \text{ г}}{56.1 \text{ г/моль}} \approx 0.03 \text{ моль} \)
5. Нахождение массы выпавшего осадка (Al(OH)₃):

Из уравнения реакции \( \text{AlCl}_3 + 3\text{KOH} \rightarrow \text{Al(OH)}_3 \downarrow + 3\text{KCl} \), видно, что на 3 моль KOH приходится 1 моль Al(OH)₃. Значит, на 0.03 моль KOH придется \( \frac{0.03}{3} = 0.01 \) моль Al(OH)₃.


\( m_{\text{Al(OH)}_3} = n_{\text{Al(OH)}_3} \cdot M_{\text{Al(OH)}_3} = 0.01 \text{ моль} \cdot 78.0 \text{ г/моль} = 0.78 \text{ г} \)

Ответ: 0.78 г.